KR20160091402A - Virtual and augmented reality systems and methods - Google Patents
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- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0176—Head mounted characterised by mechanical features
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0006—Arrays
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0006—Arrays
- G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
- G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
- G02B30/22—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type
- G02B30/24—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type involving temporal multiplexing, e.g. using sequentially activated left and right shutters
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
- G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
- G02B30/34—Stereoscopes providing a stereoscopic pair of separated images corresponding to parallactically displaced views of the same object, e.g. 3D slide viewers
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/005—Diaphragms
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1814—Diffraction gratings structurally combined with one or more further optical elements, e.g. lenses, mirrors, prisms or other diffraction gratings
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1828—Diffraction gratings having means for producing variable diffraction
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02042—Multicore optical fibres
-
- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/04—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
- G02B6/06—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres the relative position of the fibres being the same at both ends, e.g. for transporting images
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/34—Optical coupling means utilising prism or grating
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/40—Mechanical coupling means having fibre bundle mating means
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
- G02C7/00—Optical parts
- G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
- G02C7/04—Contact lenses for the eyes
- G02C7/049—Contact lenses having special fitting or structural features achieved by special materials or material structures
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
- G02C7/00—Optical parts
- G02C7/10—Filters, e.g. for facilitating adaptation of the eyes to the dark; Sunglasses
- G02C7/104—Filters, e.g. for facilitating adaptation of the eyes to the dark; Sunglasses having spectral characteristics for purposes other than sun-protection
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/0102—Constructional details, not otherwise provided for in this subclass
- G02F1/0105—Illuminating devices
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1334—Constructional arrangements; Manufacturing methods based on polymer dispersed liquid crystals, e.g. microencapsulated liquid crystals
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- G—PHYSICS
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/17—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on variable-absorption elements not provided for in groups G02F1/015 - G02F1/169
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/292—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection by controlled diffraction or phased-array beam steering
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/294—Variable focal length devices
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
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- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
- G06F3/012—Head tracking input arrangements
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- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
- G06F3/013—Eye tracking input arrangements
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/017—Gesture based interaction, e.g. based on a set of recognized hand gestures
-
- G—PHYSICS
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/14—Digital output to display device ; Cooperation and interconnection of the display device with other functional units
- G06F3/1423—Digital output to display device ; Cooperation and interconnection of the display device with other functional units controlling a plurality of local displays, e.g. CRT and flat panel display
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- G06T13/20—3D [Three Dimensional] animation
- G06T13/40—3D [Three Dimensional] animation of characters, e.g. humans, animals or virtual beings
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- G—PHYSICS
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
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- G—PHYSICS
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
- G06T15/10—Geometric effects
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- G—PHYSICS
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
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- G06T17/10—Constructive solid geometry [CSG] using solid primitives, e.g. cylinders, cubes
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T19/00—Manipulating 3D models or images for computer graphics
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T19/00—Manipulating 3D models or images for computer graphics
- G06T19/006—Mixed reality
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
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- G—PHYSICS
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
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- G—PHYSICS
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
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- G09G5/00—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
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- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G5/00—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
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- G—PHYSICS
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- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G5/00—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
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- G09G5/00—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
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- H04N13/30—Image reproducers
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B2006/0098—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings for scanning
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- G—PHYSICS
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Abstract
가상 현실 및 증강 현실 경험들을 사용자들에게 제공하기 위한 구성들이 개시된다. 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 시간-순차적 방식으로 사용자에게 제공하기 위한 이미지-생성 소스, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 송신하도록 구성된 광 변조기, 및 이미지 정보를 사용자 눈에 지향시키기 위한 기판을 포함하고, 상기 기판은 복수의 반사기들을 하우징하고, 상기 복수의 반사기들 중 제 1 반사기는 이미지 데이터의 제 1 프레임과 연관되는 송신된 광을 사용자 눈에 제 1 각도로 반사하고, 제 2 반사기는 이미지 데이터의 제 2 프레임과 연관되는 송신된 광을 사용자 눈에 제 2 각도로 반사한다.Configurations for providing virtual and augmented reality experiences to users are disclosed. The system includes an image-generating source for providing the user with one or more frames of image data in a time-sequential manner, an optical modulator configured to transmit light associated with one or more frames of image data, And a first reflector of the plurality of reflectors reflects transmitted light associated with a first frame of image data to a first eye on the eye of the user, Angle and the second reflector reflects the transmitted light associated with the second frame of image data to the user's eye at a second angle.
Description
[0001] 본 개시내용은 가상 현실 및 증강 현실 이미징 및 시각화 시스템들에 관한 것이다.[0001] The present disclosure relates to virtual and augmented reality imaging and visualization systems.
[0002]
현대 컴퓨팅 및 디스플레이 기술들은 소위 "가상 현실" 또는 "증강 현실" 경험들을 위한 시스템의 개발을 가능하게 하고, 여기서 디지털적으로 재생된 이미지들 또는 부분들은, 이들이 실제인 것 같거나, 또는 실제로서 인식될 수 있는 방식으로 사용자에게 제공된다. 가상 현실, 또는 "VR" 시나리오는 통상적으로 다른 실제 실세계 시각 입력에 대한 투명성(transparency) 없이 디지털 또는 가상 이미지 정보의 제공을 수반하고; 증강 현실, 또는 "AR" 시나리오는 통상적으로 사용자 주변 실세계의 시각화에 대한 증강으로서 디지털 또는 가상 이미지 정보의 제공을 수반한다. 예컨대, 도 1을 참조하여, 증강 현실 장면(4)이 묘사되고 여기서 AR 기술의 사용자는 배경 내 사람들, 나무들, 빌딩들, 및 콘크리트 플랫폼(concrete platform)(1120)을 특징으로 하는 실세계 공원 같은 장소(6)를 본다. 이들 아이템들에 더하여, AR 기술의 사용자는 또한, 그가 실세계 플랫폼(1120) 상에 서 있는 로봇 동상(1110) 및 호박 벌의 의인화된 것 같이 보이는 날고 있는 카툰-형 아바타 캐릭터(2)를 "보는" 것을 인식하지만, 이들 엘리먼트들(2, 1110)은 실 세계에 존재하지 않는다. 알다시피, 인간 시각 인지 시스템은 매우 복잡하고, 다른 가상 또는 실세계 이미지너리 엘리먼트들 사이에서 가상 이미지 엘리먼트들의 편안하고, 자연스러운 느낌, 풍부한 표현(presentation)을 가능하게 하는 VR 또는 AR 기술을 생성하는 것은 난제이다.[0002]
Modern computing and display technologies enable the development of systems for so-called "virtual reality" or "augmented reality" experiences, wherein the digitally reproduced images or portions are displayed as if they were real, To the user in a way that can be done. A virtual reality, or "VR" scenario, typically involves the provision of digital or virtual image information without transparency to other real-world visual input inputs; The augmented reality, or "AR" scenario, typically involves provision of digital or virtual image information as an enhancement to the visualization of the real world around the user. 1, an augmented
[0003]
도 2a를 참조하여, 입체 착용가능 안경(8) 타입 구성들은, 3-차원 시각이 인간 시각 시스템에 의해 인지되도록, 약간 상이한 엘리먼트 표현을 가진 이미지들을 디스플레이하도록 구성되는 일반적으로 2개의 디스플레이들(10, 12)들을 특징화하게 개발되었다. 그런 구성들은 3-차원들에서 이미지들을 인지하기 위하여 극복하여야 하는 수렴(vergence)과 원근조절(accommodation) 사이의 미스 매칭으로 인해 많은 사용자들에게 불편하다는 것이 발견되었고; 정말로, 몇몇 사용자들은 입체 구성들을 견딜 수 없다. 도 2b는 입체 디스플레이들을 통하여 사용자에게 증강 현실 표현을 위해 이미지들을 캡쳐하도록 구성된 2개의 전방-배향 카메라들(16, 18)을 특징으로 하는 다른 입체 착용가능 안경(14) 타입 구성을 도시한다. 카메라들(16, 18) 및 디스플레이들의 포지션은 일반적으로, 안경(14)이 사용자의 머리에 장착될 때 사용자의 자연스러운 시야(field of view)를 차단한다.[0003]
2A, stereoscopic
[0004]
도 2c를 참조하여, 증강 현실 구성(20)은 또한 도시되고 종래의 안경 렌즈들(22)을 홀딩하는 안경 프레임(24)에 결합된 시각화 모듈(26)을 특징으로 한다. 사용자는 그런 시스템으로 실세계의 적어도 부분적으로 방해받지 않은 뷰를 볼 수 있고, 디지털 이미지너리가 하나의 눈(단안 AR 표현을 위하여)에 AR 구성으로 제공될 수 있는 작은 디스플레이(28)를 가진다. 도 2d는 시각화 모듈(32)이 모자 또는 헬멧(30)에 결합되고 단안 증강 디지털 이미지너리를 작은 디스플레이(34)를 통해 사용자에게 제공하도록 구성될 수 있는 구성을 특징으로 한다. 도 2e는, 시각화 모듈(38)이 이미지들을 캡쳐하고 그리고 또한 작은 디스플레이(40)를 통하여 단안 증강 디지털 이미지너리를 사용자에게 제공하기 위해 활용될 수 있도록, 프레임(36)이 안경 결합과 유사한 방식으로 사용자의 머리에 결합이능한 다른 유사한 구성을 예시한다. 그런 구성은 예컨대 GoogleGlass(RTM)라는 상표명으로 캘리포니아주 Mountain view의 Google, Inc.로부터 입수가능하다. 이들 구성들 중 어느 것도 사용자에게 편안하고 최대로 이용 가능할 방식으로 풍부하고, 양안이며, 3-차원 증강 현실 경험을 제공하기에 최적으로 적당하지 않은데, 그 이유는 부분적으로 종래 시스템들이 사용자에게 시각화의 인지를 생성하기 위하여 망막의 광수용체(photoreceptor)들과 뇌와의 이들의 연동을 포함하여, 인간 인지 시스템의 기본 양상들 중 몇몇을 처리하지 못하기 때문이다.[0004]
2C, the augmented
[0005]
도 3을 참조하여, 인간 눈의 간략화된 단면도가 묘사되고, 각막(cornea)(42), 홍채(iris)(44), 수정체(lens) - 또는 "안구 수정체"(46), 공막(sclera)(48), 맥락막(choroid) 층(50), 황반(macula)(52), 망막(retina)(54), 및 뇌에 대한 시신경 통로(56)를 특징으로 한다. 황반은 망막의 중심이고, 황반은 적당한 상세(detail)를 보기 위하여 활용되고; 황반의 중심에는, 극상의 상세들을 위해 활용되고, 그리고 망막의 임의의 다른 부분보다 많은 광수용체(시각 각도당 대략 120개의 추상체(cones))를 포함하는 "중심와(fovea)"로서 지칭되는 망막의 일부가 있다. 인간 시각 시스템은 수동 센서 타입의 시스템이 아니고; 환경을 활성적으로 스캔하도록 구성된다. 이미지를 캡쳐하기 위하여 평상형(flatbed) 스캐너의 사용, 또는 종이로부터 점자(Braille)를 판독하기 위하여 손가락의 사용과 다소 유사한 방식으로, 눈의 광수용체들은, 일정한 상태의 자극에 일정하게 반응하기 보다 자극의 변화들에 응답하여 동작한다. 따라서 움직임(motion)은 광수용체 정보를 뇌에 제공하기 위하여(평상형 스캐너로 종이 한 장을 가로지르는 선형 스캐너 어레이의 움직임, 또는 종이에 각인(imprint)된 점자 단어를 가로지르는 손가락의 움직임인 바와 같이) 요구된다. 정말로, 눈의 근육들을 마비시키기 위하여 활용된 코브라 독 같은 물질들을 사용한 실험들은, 인간 피험자가 그의 눈들이 떠져 있는 상태로 포지셔닝되면 눈들의 독-유도 마비로 정적인 장면을 보는 실명을 경험할 것이라는 것을 보여줬다. 다른 말로, 자극의 변화들 없이, 광수용체들은 뇌에 입력을 제공하지 않고 실명이 경험된다. 정상 인간 눈들이 "미소안운동(microsaccades)이라 불리는 왔다갔다, 또는 디더(dither), 좌우 움직임으로 이동하는 것으로 관찰될 수 있다는 것은 이것이 적어도 하나의 이유라는 것이 믿어진다.[0005]
3, a simplified cross-sectional view of the human eye is depicted and includes a
[0006] 상기 주의된 바와 같이, 망막의 중심와는 더 큰 밀도의 광수용체들을 포함하고, 그리고 인간들은 그들의 시야를 통해 높은 해상도 시각화 능력들을 가진다는 인지를 그들이 통상적으로 가지는 반면, 인간들은 일반적으로 실제로, 그들이 중심와로 최근에 캡쳐된 고해상도 정보의 지속성 메모리와 함께, 일구획 둘레를 기계적으로 스위핑하는 작은 고해상도 센터(center)만을 가진다. 다소 유사한 방식으로, 눈의 초점 거리 제어 메커니즘(모양체(ciliary) 이완에 의해 긴장된 모양체 연결 섬유들이 더 먼 초점 길이들을 위하여 수정체를 차츰 평평하게 하는 방식으로 모양 체근들(ciliary muscles)이 수정체에 동작 가능하게 결합되고; 모양체 수축은 모양체 연결 섬유들을 느슨하게 하고, 이는 수정체가 더 가까운 촛점 길이들에 대해 더 둥근 기하구조를 띠게 함)은 목표화된 촛점 길이의 근접 사이드 및 먼 사이드 둘 다에 대해 "광학 블러(dioptric blur)"라 불리는 작은 양을 주기적으로 유도하도록 대략 1/4 내지 1/2 디옵터(diopter)까지 왔다갔다 디더링하고; 이는 계속 코스를 수정하고 응시된 물체의 망막 이미지를 대략 초점에 맞춰 유지하는 것을 돕는 주기적 네거티브 피드백으로서 뇌의 원근조절 제어 회로들에 의해 활용된다.[0006] As noted above, the center of the retina contains a larger density of photoreceptors, and humans generally have a perception that they have high resolution visualization capabilities through their field of view, whereas humans are generally, in fact, With a persistent memory of the recently captured high resolution information, with only a small high resolution center that mechanically sweeps around a section. In a somewhat similar way, the ciliary muscles can act on the lens in such a way that the focal distance control mechanism of the eye (the ciliary interconnected fibers, which are tightened by ciliary relaxation, progressively flatten the lens for longer focal lengths) Ciliary contraction loosens the ciliary connecting fibers, which causes the lens to have a more rounded geometry with respect to closer focus lengths) is "optically coupled " to both the near side and the far side of the targeted focal length Dither back and forth to approximately 1/4 to 1/2 diopter to periodically induce a small amount called " dioptric blur " This is exploited by the brain's perspective control circuitry as a periodic negative feedback that helps to constantly modify the course and keep the retinal image of the examined object approximately in focus.
[0007] 뇌의 시각화 센터는 또한 양쪽 눈들 및 서로에 관한 양쪽 눈들의 컴포넌트들의 움직임으로부터 가치있는 인지 정보를 얻는다. 서로에 관하여 두 눈들의 수렴 움직임들(즉, 물체를 응시하기 위하여 눈들의 시선들을 수렴하도록 서로를 향해 또는 서로로부터 멀리 동공들의 롤링(rolling) 움직임들)은 눈들의 수정체의 포커싱(또는 "원근조절")과 밀접하게 연관된다. 정상 조건들 하에서, 상이한 거리에 있는 물체를 포커싱하기 위해 눈들의 수정체의 초점 변화, 또는 눈들의 원근조절은 "원근조절-수렴 반사"로서 알려진 관계 하에서, 동일한 거리로의 수렴으로 매칭 변화를 자동으로 유발할 것이다. 마찬가지로, 수렴의 변화는 정상 조건들 하에서, 원근조절의 매칭 변화를 트리거할 것이다. 대부분의 종래의 입체 AR 또는 VR 구성들을 행하는 바와 같은 이런 반사에 대한 작업은 사용자들의 눈 피로, 두통들, 또는 다른 형태의 불편함을 생성하는 것으로 알려져 있다.[0007] The visualization center of the brain also obtains valuable cognitive information from the movements of both eyes and the components of both eyes on each other. Converging movements of the two eyes with respect to each other (i.e., rolling motions of the pupils toward and away from each other to converge the eyes' gaze to stare an object) "). Under normal conditions, the focus change of the eyes of the eyes, or the perspective adjustments of the eyes, to focus objects at different distances, automatically changes the matching change to converge to the same distance under a relationship known as " . Similarly, a change in convergence will trigger a matching change in perspective control under normal conditions. Work on such reflections as doing most conventional stereoscopic AR or VR configurations is known to produce eye fatigue, headaches, or other forms of discomfort for users.
[0008] 눈들을 하우징하는 머리의 움직임은 또한 물체들의 시각화에 핵심 영향을 가진다. 인간들은 그들 둘레의 세계를 시각화하기 위하여 그들의 머리들을 움직이고; 그들은 종종 관심 물체에 관련하여 머리를 재포지셔닝 및 재배향하는 상당히 변함없는 상태에 있는다. 추가로, 대부분의 사람들은, 그들의 눈 시선이 특정 물체에 포커싱하기 위하여 중심에서 약 20도 보다 많이 벗어나게 움직일 필요가 있을 때 그들의 머리들을 움직이는 것을 선호한다(즉, 사람들은 통상적으로 "눈의 코너"에서 물건들을 보는 것을 좋아한다). 인간들은 또한 통상적으로, 오디오 신호 캡쳐를 개선하고 머리에 관하여 귀들의 기하구조를 활용하기 위하여 소리들에 관련하여 그들의 머리들을 스캔하거나 움직인다. 인간 시각 시스템은 머리 움직임 및 눈 수렴 거리의 함수로서 상이한 거리들에 있는 물체들의 상대적 움직임에 관련된 "머리 움직임 시차(parallax)"라 불리는 것으로부터 강력한 깊이 단서를 얻는다(즉, 사람이 그의 머리를 좌우로 움직이고 물체에 고착을 유지하면, 물체로부터 더 멀리 있는 아이템들은 머리와 동일한 방향으로 움직이고; 그 물체의 전면 아이템들은 머리 움직임의 반대로 움직일 것이고; 이들은 물건들이 사람에 관련하여 공간적 환경에 있다는 매우 핵심적 단서들이다 - 아마도 입체시와 같이 강력함). 머리 움직임은 또한 물론, 물체들을 둘러 보기 위하여 활용된다.[0008] The movement of the head housing the eyes also has a key effect on the visualization of objects. Humans move their heads to visualize the world around them; They are often in a fairly constant state of repositioning and reorienting the head in relation to the object of interest. In addition, most people prefer to move their heads when their eyes need to move more than about 20 degrees from the center to focus on a particular object (i.e., people usually use the "corner of the eye" I like to see things in. Humans also typically scan or move their heads in relation to sounds to improve audio signal capture and utilize the ears' geometry about the head. The human visual system obtains strong depth clues from what is referred to as "head movement parallax " associated with the relative motion of objects at different distances as a function of head motion and eye convergence distance (i.e., The more distant items from the object move in the same direction as the head; the front items of the object will move in the opposite direction of the head movement; these are very important clues that things are in a spatial environment with respect to humans - perhaps as powerful as stereoscopic). Head movement is also used to navigate objects, of course.
[0009] 추가로, 머리 및 눈 움직임은 머리 회전들 동안 망막에 관하여 이미지 정보를 안정화하는 "전정안근반사(vestibulo-ocular reflex)"라 불리는 무언가와 협력되고, 따라서 물체 이미지 정보는 망막 상에 대략 중심을 가지게 유지된다. 머리 회전에 응답하여, 눈들은 물체에 대한 안정된 고착을 유지하기 위하여 반대 방향으로 반사적으로 그리고 비례적으로 회전된다. 이런 보상 관계의 결과로서, 많은 인간들은 그들의 머리를 왔다갔다 흔들면서 책을 읽을 수 있다(응미롭게, 책이 대략적으로 정적인 머리와 동일한 속도로 왔다갔다 보여지면, 동일한 것은 일반적으로 사실이 아니다 - 사람은 움직이는 책을 읽을 수 없을 것고; 전정안근반사는 일반적으로 손 움직임에 대해 개발된 것이 아니라 머리 및 눈 움직임 조정 중 하나이다). 이런 패러다임은 증강 현실 시스템들에 대해 중요할 수 있는데, 그 이유는 사용자의 머리 움직임들이 비교적 직접적으로 눈 움직임들과 연관될 수 있고, 시스템이 바람직하게 이런 관계로 작업할 준비될 것이기 때문이다.[0009] In addition, head and eye movements cooperate with something called "vestibulo-ocular reflex" that stabilizes image information about the retina during head rotations, so that object image information is about centered on the retina maintain. In response to head spinning, the eyes are rotated reflexively and proportionally in the opposite direction to maintain a stable anchorage to the object. As a result of this reward relationship, many humans can read a book by shaking their heads up and down (thankfully, if a book is viewed at the same rate as a roughly static head, the same thing is generally not true - A person will not be able to read a moving book; vestibular reflexes are not usually developed for hand movements but for head and eye movements). This paradigm can be important for augmented reality systems because the user's head movements can be relatively directly associated with eye movements and the system will preferably be ready to work with this relationship.
[0010] 정말로, 디지털 컨텐츠(예컨대, 3-D 컨텐츠 이를테면 방의 실세계 뷰를 증가하기 위하여 제공된 가상 상들리에 물체; 또는 2-D 컨텐츠 이를테면 방의 실세계 뷰를 증강하기 위하여 제공된 평면/편평한 가상 유화 물체)를 배치할 때, 이들 다양한 관계들이 주어지면, 설계 선택들은 물체들의 거동을 제어하기 위하여 이루어질 수 있다. 예컨대, 2-D 유화 물체는 머리-중심일 수 있고, 상기 경우 물체는 사용자의 머리를 따라 둘레를 움직이고(예컨대, GoogleGlass 접근법); 또는 물체는 세계-중심일 수 있고, 상기 경우 물체는 마치 실 세계 좌표 시스템의 일부인 것처럼 제공될 수 있어서, 사용자는 실세계에 관련하여 물체의 포지션을 이동시킴이 없이 그의 머리 또는 눈들을 움직일 수 있다.[0010] Indeed, it may be desirable to place digital content (e. G., A flat / flat virtual emulsification object provided to enhance 3-D content, such as an object in virtual imagery provided to increase the real world view of a room, or 2-D content, When these various relationships are given, design choices can be made to control the behavior of objects. For example, a 2-D emulsified object can be head-centered, in which case the object moves around the user's head (e.g., the GoogleGlass approach); Or the object may be world-centered and in this case the object may be provided as if it were part of a real world coordinate system so that the user can move his head or eyes without moving the position of the object in relation to the real world.
[0011] 따라서 증강 현실 시스템으로 제공된 증강 현실 세계에 가상 컨텐츠를 배치할 때, 물체가 세계 중심(사용자가 실 세계 물체 둘레에 관하여 그의 포지션을 변경함이 없이 그 둘레에서 그의 몸, 머리, 눈들을 이동시킬 수 있도록 가상 물체가 실 세계의 포지션에 있음)으로서 제공되어야 하고; 몸, 또는 몸통, 중심, 상기 경우 가상 엘리먼트는 사용자의 몸통에 관련하여 고정될 수 있어서, 사용자는 물체를 움직이지 않고 그의 머리 또는 눈들을 이동시킬 수 있지만, 몸통 움직임들에 종속되지 않고; 머리 중심, 상기 경우 디스플레이된 물체(및/또는 디스플레이 자체)는 GoogleGlass를 참조하여 상기 설명된 바와 같이, 머리 움직임들에 따라 이동될 수 있거나; 또는 하기 설명된 바와 같이 "포비티드(foveated) 디스플레이" 구성에서 처럼 눈 중심으로서 제공되어야 한하고, 여기서 컨텐츠는 눈 포지션이 무엇인지의 함수로서 휙돈다.[0011] Therefore, when placing virtual content in the augmented reality world provided by the augmented reality system, the object can be moved around the world center (the user can move his body, head and eyes around it without changing his position about the real world object So that the virtual object is in the real world position); The body, or torso, the center, in this case the hypothetical element, can be fixed relative to the torso of the user so that the user can move his head or eyes without moving the object, but not the torso motions; The head center, in this case the displayed object (and / or the display itself) may be moved according to head movements, as described above with reference to GoogleGlass; Or as an eye center as in a "foveated display" configuration, as described below, wherein the content flickers as a function of what the eye position is.
[0012] 세계-중심 구성들에 의해, 정확한 머리 포즈(pose) 측정, 정확한 표현 및/또는 실세계 물체들의 측정 및 사용자 둘레 기하구조들, 머리 포즈의 함수로서 증강 현실 디스플레에서 동적 렌더링하는 낮은-레이턴시, 및 일반적으로 낮은-레이턴시 디스플레이 같은 입력들을 가지는 것이 바람직할 수 있다.[0012] By means of world-centric configurations, accurate head pose measurements, accurate representation and / or measurement of real-world objects and user-perimeter geometries, low-latency, dynamic rendering in augmented reality displays as a function of head pose, and general It may be desirable to have inputs such as a low-latency display.
[0013] 본원에 설명된 시스템들 및 기술들은 이들 난제들을 처리하기 위하여 통상적인 인간의 시각 구성으로 작동하도록 구성된다.[0013] The systems and techniques described herein are configured to operate in a conventional human visual configuration to process these difficulties.
[0014] 본 발명의 실시예들은 하나 또는 그 초과의 사용자들에 대한 가상 현실 및/또는 증강 현실 상호작용을 가능하게 하기 위한 디바이스들, 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 일 양상에서, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템이 개시된다.[0014] Embodiments of the present invention are directed to devices, systems and methods for enabling virtual and / or augmented reality interaction with one or more users. In an aspect, a system for displaying virtual content is disclosed.
[0015] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 시간-순차적 방식으로 멀티플렉싱하기 위한 광 소스; 및 상기 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 수신하고, 광을 사출 동공 쪽으로 가변적으로 수렴시키기 위한 반사기들의 어레이를 포함한다.[0015] In one or more embodiments, the system comprises: a light source for multiplexing one or more of the light patterns associated with one or more frames of image data in a time-sequential manner; And an array of reflectors for receiving the one or more light patterns and variably converging the light towards the exit pupil.
[0016] 하나 또는 그 초과의 실시예에서, 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 시간-순차적 방식으로 제공하기 위한 이미지-생성 소스, 상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 송신하도록 구성되는 광 변조기, 이미지 정보를 사용자 눈으로 지향시키기 위한 기판 ― 상기 기판은 복수의 반사기들을 하우징함 ―, 이미지 데이터의 제 1 프레임과 연관되는 광을 제 1 각도로 상기 사용자 눈으로 반사하기 위한 상기 복수의 반사기들 중 제 1 반사기, 및 상기 이미지 데이터의 제 2 프레임과 연관되는 광을 제 2 각도로 상기 사용자 눈으로 반사하기 위한 복수의 반사기들 중 제 2 반사기를 포함한다.[0016] In one or more embodiments, the system includes an image-generating source for providing one or more frames of image data in a time-sequential manner, a light source for transmitting light associated with one or more frames of the image data A substrate for directing image information to a user's eye, the substrate housing a plurality of reflectors, a reflector for reflecting light associated with a first frame of image data to the user eye at a first angle, A first reflector of the plurality of reflectors and a second reflector of the plurality of reflectors for reflecting light associated with a second frame of the image data to the user eye at a second angle.
[0017] 상기 복수의 반사기들의 반사 각도는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 가변적이다. 상기 반사기들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 스위칭가능하다. 상기 복수의 반사기들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 전자-광학적으로 활성일 수 있다. 상기 복수의 반사기들의 굴절률은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 상기 기판의 굴절률에 매칭하도록 변경될 수 있다. 선택적 실시예에서, 시스템은 또한 상기 기판과 상기 사용자 눈 사이에 배치되도록 구성가능한 고-주파수 게이팅 층을 포함할 수 있고, 고-주파수 게이팅 층은 제어 가능하게 이동 가능한 애퍼처를 가진다. 상기 고-주파수 게이팅 층의 상기 애퍼처는, 이미지 데이터가 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 상기 애퍼처를 통해 반사되는 광을 통해서만 선택적으로 송신되게 하는 방식으로 이동된다. 송신 빔스플리터 기판의 하나 또는 그 초과의 반사기들은 고-주파수 게이팅 층에 의해 차단될 수 있다. 애퍼처는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 LCD 애퍼처일 수 있다. 애퍼처는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 MEMs 어레이일 수 있다. 제 1 각도는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 제 2 각도와 동일할 수 있다. 상기 제 1 각도는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 상기 제 2 각도와 상이할 수 있다.[0017] The angle of reflection of the plurality of reflectors is variable in one or more embodiments. The reflectors are switchable in one or more embodiments. The plurality of reflectors may be electronically optically active in one or more embodiments. The refractive index of the plurality of reflectors may be varied to match the index of refraction of the substrate in one or more embodiments. In an alternate embodiment, the system may also include a high-frequency gating layer configurable to be disposed between the substrate and the user eye, wherein the high-frequency gating layer has a controllably moveable aperture. The aperture of the high-frequency gating layer is moved in such a way that the image data is selectively transmitted only through the light reflected through the aperture in one or more embodiments. One or more of the reflectors of the transmit beam splitter substrate may be blocked by a high-frequency gating layer. The aperture may be an LCD aperture in one or more embodiments. The apertures may be MEMs arrays in one or more embodiments. The first angle may be equal to the second angle in one or more embodiments. The first angle may be different from the second angle in one or more embodiments.
[0018] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 광선들의 세트를 노달 포인트(nodal point)를 통해 상기 사용자 눈으로 조종하기 위해 제 1 렌즈를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 렌즈는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 제 1 반사기를 나가는 상기 광선들의 세트가 상기 사용자 눈에 도달하기 이전에 상기 제 1 렌즈를 통과하도록 하기 위해서, 상기 기판 상에 그리고 상기 제 1 반사기 앞에 배치되도록 구성가능할 수 있다.[0018] In one or more embodiments, the system may further include a first lens to steer a set of rays through the nodal point to the user's eye. The first lens may be arranged on the substrate so as to allow the set of rays exiting the first reflector to pass through the first lens before reaching the user eye in one or more embodiments, 1 reflector.
[0019] 시스템은 상기 제 1 렌즈를 보상하기 위해 제 2 렌즈를 더 포함할 수 있고, 상기 제 2 렌즈는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 상기 기판 상에 그리고 상기 제 1 렌즈가 배치되는 사이드의 대향하는 사이드 상에 배치되도록 구성가능하고, 그로 인해서 제로 배율을 유도한다.[0019] The system may further comprise a second lens for compensating for the first lens, wherein the second lens is arranged on the substrate in one or more embodiments and on opposite sides of the side on which the first lens is disposed Side, thereby leading to a zero magnification.
[0020] 상기 복수의 반사기들 중 상기 제 1 반사기는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 상기 이미지 데이터와 연관된 광선들의 세트를 상기 사용자 눈에 전달되기 이전에 단일 출력 포인트로 모으기 위해 곡선형 반사 표면일 수 있다. 곡선형 반사기는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 포물선형 반사기일 수 있다. 곡선형 반사기는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 타원형 반사기일 수 있다.[0020] The first one of the plurality of reflectors may be a curved reflective surface to collect a set of rays associated with the image data in one or more embodiments into a single output point prior to being transmitted to the user eye . The curved reflector may be a parabolic reflector in one or more embodiments. The curved reflector may be an elliptical reflector in one or more embodiments.
[0021] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 시간-순차적 방식으로 제공하는 단계 및 상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 상기 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 투과성 빔스플리터를 통해 사출 동공으로 반사하는 단계를 포함하고, 상기 투과성 빔스플리터는 광을 상기 사출 동공 쪽으로 가변적으로 수렴시키기 위한 복수의 반사기들을 갖는다.[0021] In another embodiment, a method for displaying virtual content includes providing one or more light patterns associated with one or more frames of image data in a time-sequential manner, and displaying one or more of the image data Reflecting the one or more of the light patterns associated with the frames of the transmitted beam into an exit pupil through a transmissive beam splitter, the transmissive beam splitter having a plurality of reflectors for variably converging light toward the exit pupil .
[0022] 상기 복수의 반사기들의 반사 각도는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 가변적일 수 있다. 상기 반사기들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 스위칭가능할 수 있다. 상기 복수의 반사기들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 전자-광학적으로 활성일 수 있다. 상기 복수의 반사기들의 굴절률은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 기판의 굴절률에 매칭하도록 변경될 수 있다. 선택적 실시예에서, 시스템은 또한 기판과 사용자 눈 사이에 배치되도록 구성된 고-주파수 게이팅 층을 포함할 수 있고, 상기 고-주파수 게이팅 층은 제어가능하게 이동가능한 애퍼처를 가진다. 상기 고-주파수 게이팅 층의 상기 애퍼처는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 이미지 데이터가 상기 애퍼처를 통해 반사되는 광을 통해서만 선택적으로 송신되게 하는 방식으로 이동될 수 있다. 투과성 빔스플리터 기판의 하나 또는 그 초과의 반사기들은 상기 고-주파수 게이팅 층에 의해 차단될 수 있다. 상기 애퍼처는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 LCD 애퍼처일 수 있다. 상기 애퍼처는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 MEMs 어레이일 수 있다. 제 1 각도는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 제 2 각도와 동일할 수 있다. 제 1 각도는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 제 2 각도와 상이할 수 있다.[0022] The angle of reflection of the plurality of reflectors may be variable in one or more embodiments. The reflectors may be switchable in one or more embodiments. The plurality of reflectors may be electronically optically active in one or more embodiments. The refractive index of the plurality of reflectors may be varied to match the index of refraction of the substrate in one or more embodiments. In an alternate embodiment, the system may also include a high-frequency gating layer configured to be disposed between the substrate and the user's eye, the high-frequency gating layer having a controllably moveable aperture. The aperture of the high-frequency gating layer may be moved in a manner such that, in one or more embodiments, the image data is selectively transmitted only through the light reflected through the aperture. One or more reflectors of the transmissive beam splitter substrate may be blocked by the high-frequency gating layer. The aperture may be an LCD aperture in one or more embodiments. The apertures may be MEMs arrays in one or more embodiments. The first angle may be equal to the second angle in one or more embodiments. The first angle may be different from the second angle in one or more embodiments.
[0023] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 광선들의 세트를 노달 포인트를 통해 사용자 눈으로 조종하기 위한 제 1 렌즈를 더 포함할 수 있다. 제 1 렌즈는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 반사기를 나가는 상기 광선들의 세트가 상기 사용자 눈에 도달하기 이전에 상기 제 1 렌즈를 통과하도록 하기 위해서, 상기 기판 상에 그리고 상기 제 1 반사기 앞에 배치되도록 구성가능할 수 있다.[0023] In one or more embodiments, the system may further comprise a first lens for steer- ing the set of rays through the nodal point to the user's eye. The first lens may be arranged on the substrate and in front of the first reflector so as to allow the set of rays exiting the reflector in one or more embodiments to pass through the first lens before reaching the user eye, May be configurable to be deployed.
[0024] 시스템은 상기 제 1 렌즈를 보상하기 위해 제 2 렌즈를 더 포함할 수 있고, 상기 제 2 렌즈는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 상기 기판 상에 그리고 상기 제 1 렌즈가 배치되는 사이드의 대향하는 사이드 상에 배치되도록 구성가능하고, 그로 인해서 제로 배율을 유도한다.[0024] The system may further comprise a second lens for compensating for the first lens, wherein the second lens is arranged on the substrate in one or more embodiments and on opposite sides of the side on which the first lens is disposed Side, thereby leading to a zero magnification.
[0025] 상기 복수의 반사기들 중 상기 제 1 반사기는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 상기 이미지 데이터와 연관된 광선들의 세트를 상기 사용자 눈에 전달되기 이전에 단일 출력 포인트로 모으기 위해 곡선형 반사 표면일 수 있다. 곡선형 반사기는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 포물선형 반사기일 수 있다. 곡선형 반사기는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 타원형 반사기일 수 있다.[0025] The first one of the plurality of reflectors may be a curved reflective surface to collect a set of rays associated with the image data in one or more embodiments into a single output point prior to being transmitted to the user eye . The curved reflector may be a parabolic reflector in one or more embodiments. The curved reflector may be an elliptical reflector in one or more embodiments.
[0026] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 파면은 시준(collimated)될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 상기 파면은 곡선형일 수 있다. 시준된 파면은 몇몇 실시예들에서 무한 깊이 평면으로서 인지될 수 있다. 곡선형 파면은 몇몇 실시예들에서 광학 무한성보다 가까운 깊이 평면으로서 인지될 수 있다.[0026] In one or more embodiments, the wavefront may be collimated. In one or more embodiments, the wavefront may be curved. The collimated wavefront may be perceived as an infinite depth plane in some embodiments. Curved wavefronts can be perceived as depth planes closer to optical infinity in some embodiments.
[0027] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 시간-순차적 방식으로 멀티플렉싱하기 위한 광 소스, 상기 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 수신하기 위한 반사기들의 어레이 ― 상기 반사기들의 어레이는 특정 각도로 배향됨 ―, 및 상기 광 패턴들을 사출 동공 쪽으로 가변적으로 수렴시키기 위해 상기 반사기들의 어레이에 결합되는 복수의 광학 엘리먼트들을 포함한다.[0027] In another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes a light source for multiplexing one or more of the light patterns associated with one or more frames of image data in a time-sequential manner, Wherein the array of reflectors is oriented at a particular angle and includes a plurality of optical elements coupled to the array of reflectors for variably converging the light patterns toward the exit pupil do.
[0028] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 상기 반사기들의 어레이는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 상기 광학 엘리먼트들로부터 분리될 수 있다. 상기 반사기들의 어레이는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 평면 거울들을 포함할 수 있다. 상기 광학 엘리먼트들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 상기 반사기들의 어레이에 결합되는 렌즈릿들(lenslets)일 수 있다. 상기 반사기들의 어레이의 하나 또는 그 초과의 반사기들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 곡선형일 수 있다. 상기 광학 엘리먼트들은 상기 반사기들의 어레이에 통합될 수 있다. 상기 복수의 광학 엘리먼트들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 사출 동공을 확장시킬 수 있다.[0028] In one or more embodiments, the array of reflectors may be separate from the optical elements in one or more embodiments. The array of reflectors may comprise planar mirrors in one or more embodiments. The optical elements may be, in one or more embodiments, lenslets that are coupled to the array of reflectors. One or more of the reflectors of the array of reflectors may be curved in one or more embodiments. The optical elements may be integrated into the array of reflectors. The plurality of optical elements may extend the exit pupil in one or more embodiments.
[0029] 시스템은 노달 포인트를 통해 사용자 눈으로의 광선들의 세트를 조종하기 위한 제 1 렌즈를 더 포함할 수 있고, 상기 제 1 렌즈는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 반사기를 나가는 상기 광선들의 세트가 상기 사용자 눈에 도달하기 이전에 상기 제 1 렌즈를 통과하도록 하기 위해서, 기판 상에 그리고 상기 제 1 반사기의 전면 상에 배치되도록 구성가능할 수 있다.[0029] The system may further comprise a first lens for manipulating a set of rays to the user's eye through a nodal point, the first lens having a set of rays exiting the reflector in one or more embodiments And may be configured to be disposed on the substrate and on the front surface of the first reflector so as to pass through the first lens before reaching the user eye.
[0030] 시스템은 상기 제 1 렌즈를 보상하기 위해 제 2 렌즈를 더 포함할 수 있고, 상기 제 2 렌즈는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 상기 기판 상에 그리고 상기 제 1 렌즈가 배치되는 사이드의 대향하는 사이드 상에 배치되도록 구성가능하고, 그로 인해서 제로 배율을 유도한다. 상기 복수의 반사기들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 파장-선택 반사기들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 반사기들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 반도금 거울들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 광학 엘리먼트들은 굴절 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 광학 엘리먼트들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 회절 렌즈를 포함할 수 있다. 곡선형 반사기들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 파장-길이 선택 노치 필터들을 포함할 수 있다. [0030] The system may further comprise a second lens for compensating for the first lens, wherein the second lens is arranged on the substrate in one or more embodiments and on opposite sides of the side on which the first lens is disposed Side, thereby leading to a zero magnification. The plurality of reflectors may include wavelength-selective reflectors in one or more embodiments. The plurality of reflectors may comprise semiconducting mirrors in one or more embodiments. The plurality of optical elements may comprise refractive lenses. The plurality of optical elements may comprise a diffractive lens in one or more embodiments. Curved reflectors may include wavelength-length selective notch filters in one or more embodiments.
[0031] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법은, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 시간-순차적 방식으로 제공하는 단계, 상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 상기 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 투과성 빔스플리터를 통해 사출 동공으로 반사하는 단계 ― 상기 투과성 빔스플리터는 광을 상기 사출 동공 쪽으로 가변적으로 수렴시키기 위해 복수의 반사기들을 가짐 ―, 및 상기 투과성 빔스플리터의 상기 복수의 반사기들에 결합된 복수의 광학 엘리먼트들을 통해 사출 동공을 확장하는 단계를 포함한다.[0031] In another embodiment, a method for displaying virtual content to a user includes providing one or more light patterns associated with one or more frames of image data in a time-sequential manner, Reflecting the one or more of the optical patterns associated with frames of greater than or greater than the transmitted pupil through the transmissive beam splitter into the exit pupil, the transmissive beam splitter having a plurality of reflectors for variably converging light toward the exit pupil And expanding the exit pupil through a plurality of optical elements coupled to the plurality of reflectors of the transmissive beam splitter.
[0032] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 반사기들의 어레이는 상기 광학 엘리먼트들로부터 분리될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 반사기들의 어레이는 평면 거울들을 포함한다. 상기 광학 엘리먼트들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 상기 반사기들의 어레이에 결합되는 렌즈릿들(lenslets)일 수 있다.[0032] In one or more embodiments, the array of reflectors may be separate from the optical elements. The array of reflectors in one or more embodiments includes planar mirrors. The optical elements may be lenslets that are coupled to the array of reflectors in one or more embodiments.
[0033] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 시간-순차적 방식으로 멀티플렉싱하기 위한 광 소스, 및 상기 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 수신하고 상기 광 패턴들을 제 1 초점 레벨로 수렴하기 위한 도파관, 및 상기 광 패턴들의 적어도 일부를 제 2 초점 레벨로 수렴하기 위해 상기 도파관에 결합되는 가변 초점 엘리먼트(VFE)를 포함한다.[0033] In another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes a light source for multiplexing one or more of the light patterns associated with one or more frames of image data in a time-sequential manner, A variable focus element (VFE) coupled to the waveguide for receiving at least a portion of the optical patterns to a second focus level, .
[0034] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 상기 VFE는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 텔리센트릭(telecentric)이다. VFE는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 비-텔리센트릭이다. 시스템은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 외부 세계의 사용자의 뷰가 왜곡되지 않게 하기 위해서 보상 렌즈를 더 포함한다. 복수의 프레임들은 상기 사용자가 프레임들을 단일 코히런트 장면(single coherent scene)의 일부로서 인지하게 하기 위해서 고-주파수로 상기 사용자에게 제공되고, 상기 VFE는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 초점을 제 1 프레임으로부터 제 2 프레임으로 변경한다. 상기 광 소스는 스캐닝 광 디스플레이이고, 상기 VFE는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 라인 단위 방식으로 초점을 변경한다. 상기 광 소스는 스캐닝 광 디스플레이이고, 상기 VFE는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 픽셀 단위 방식으로 초점을 변경한다.[0034] In one or more embodiments, the VFE is telecentric in one or more embodiments. VFE is non-telecentric in one or more embodiments. The system further includes, in one or more embodiments, a compensation lens to ensure that the view of the user of the outside world is not distorted. A plurality of frames are provided to the user at a high frequency to allow the user to perceive the frames as part of a single coherent scene, And changes from one frame to the second frame. The light source is a scanning optical display, and the VFE changes focus in a line-by-line manner in one or more embodiments. The light source is a scanning optical display, and the VFE alters the focus in a pixel-by-pixel manner in one or more embodiments.
[0035] 상기 VFE는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 회절 렌즈이다. VFE는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 굴절 렌즈이다. 상기 VFE는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 반사 거울이다. 반사 거울은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 불투명하다. 반사 거울은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 부분적으로 반사성이다. 시스템은 사용자 눈들의 원근조절(accommodation)을 추적하기 위한 원근조절 모듈을 더 포함하고, 상기 VFE는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 상기 사용자 눈들의 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 광 패턴들의 초점을 변경한다.[0035] The VFE is a diffractive lens in one or more embodiments. VFE is a refractive lens in one or more embodiments. The VFE is a reflective mirror in one or more embodiments. The reflective mirror is opaque in one or more embodiments. The reflective mirror is partially reflective in one or more embodiments. The system further includes a perspective adjustment module for tracking accommodation of the user's eyes, wherein the VFE is configured to adjust the focus of the light patterns based, at least in part, on the perspective adjustment of the user eyes in one or more embodiments, .
[0036] 또 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 시간-순차적 방식으로 멀티플렉싱하기 위한 광 소스; 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 수신하고, 광 패턴들을 제 1 초점로 수렴하기 위한 도파관; 및 광 패턴들의 적어도 일부를 제 2 초점로 수렴시키기 위해 도파관에 결합되는 가변 초점 엘리먼트(VFE)를 포함하고, VFE는 도파관에 통합된다. [0036] In yet another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes: a light source for multiplexing one or more of the light patterns associated with one or more frames of image data in a time-sequential manner; A waveguide for receiving one or more of the light patterns and converging the light patterns to a first focus; And a variable focus element (VFE) coupled to the waveguide to converge at least a portion of the light patterns to a second focus, wherein the VFE is integrated into the waveguide.
[0037] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 시간-순차적 방식으로 멀티플렉싱하기 위한 광 소스; 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 수신하고, 광 패턴들을 제 1 초점로 수렴시키기 위한 도파관; 및 광 패턴들의 적어도 일부를 제 2 초점로 수렴시키기 위해 도파관에 결합되는 가변 초점 엘리먼트(VFE)를 포함하고, VFE는 도파관으로부터 분리된다. [0037] In another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes: a light source for multiplexing one or more of the light patterns associated with one or more frames of image data in a time-sequential manner; A waveguide for receiving one or more of the light patterns and for converging the light patterns to a first focus; And a variable focus element (VFE) coupled to the waveguide for converging at least a portion of the light patterns to a second focus, wherein the VFE is separated from the waveguide.
[0038] 다른 양상에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법은, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 제공하는 단계; 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 도파관을 통해 제 1 초점로 수렴시키는 단계; 및 제 2 초점의 파면을 생성하기 위해 광의 제 1 초점을 가변 초점 엘리먼트(VFE)를 통해 수정하는 단계를 포함한다. [0038] In another aspect, a method for displaying virtual content to a user includes providing one or more light patterns associated with one or more frames of image data; Converging one or more of the optical patterns associated with one or more frames of image data to a first focus through a waveguide; And modifying a first focus of light through the variable focus element (VFE) to produce a wavefront of the second focus.
[0039] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, VFE는 도파관으로부터 분리된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, VFE는 도파관에 통합된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들은 시간-순차적 방식으로 제공된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, VFE는 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들의 초점을 프레임 단위 기반으로 수정한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, VFE는 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들의 초점을 픽셀 단위 기반으로 수정한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, VFE는 제 3 초점로 파면을 생성하기 위해 제 1 초점을 수정하고, 제 2 초점은 제 3 초점와 상이하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 2 초점의 파면은 특정 깊이 평면으로부터 오는 것으로 사용자에 의해 인지된다. [0039] In one or more embodiments, the VFE is separated from the waveguide. In one or more embodiments, the VFE is integrated into the waveguide. In one or more embodiments, one or more frames of image data are provided in a time-sequential manner. In one or more embodiments, the VFE modifies the focus of one or more frames of image data on a frame-by-frame basis. In one or more embodiments, the VFE modifies the focus of one or more frames of image data on a pixel-by-pixel basis. In one or more embodiments, the VFE modifies the first focus to produce a wavefront with a third focus, and the second focus is different from the third focus. In one or more embodiments, the wavefront of the second focus is recognized by the user as coming from a specific depth plane.
[0040] 일부 실시예들에서, 사용자가 복수의 프레임들을 단일 코히런트 장면의 일부로서 인지하게 하기 위해서 복수의 프레임들은 고-주파수로 사용자에게 제공되고, VFE는 초점을 제 1 프레임으로부터 제 2 프레임으로 변경한다. 광 소스는 스캐닝 광 디스플레이이고, 그리고 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, VFE는 라인 단위 방식으로 초점을 변경한다. [0040] In some embodiments, a plurality of frames are provided to the user in a high-frequency manner to allow the user to perceive the plurality of frames as part of a single coherent scene, and the VFE changes focus from the first frame to the second frame . The light source is a scanning optical display, and in one or more embodiments, the VFE alters the focus in a line-by-line manner.
[0041] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은, 이미지 데이터와 연관된 광선들을 수신하고, 광선들을 사용자 눈들 쪽으로 송신하기 위한 복수의 도파관들 ― 복수의 도파관들은 사용자 눈에 면하는 방향으로 스택됨(stacked) ―; 제 1 도파관으로부터 송신되는 광선들을 수정하기 위해 복수의 도파관들 중 제 1 도파관에 결합됨으로써, 제 1 파면 곡률을 갖는 광선들을 전달하는 제 1 렌즈; 및 제 2 도파관으로부터 송신되는 광선들을 수정하기 위해 복수의 도파관들 중 제 2 도파관에 결합됨으로써, 제 2 파면 곡률을 갖는 광선들을 전달하는 제 2 렌즈를 포함하고, 제 1 도파관에 결합된 제 1 렌즈 및 제 2 도파관에 결합된 제 2 렌즈는 사용자 눈에 면하는 방향에 수평으로 스택된다. [0041] In another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes: a plurality of waveguides for receiving light rays associated with image data and for transmitting light rays toward user eyes, the plurality of waveguides being arranged in a stack Stacked; A first lens coupled to a first one of the plurality of waveguides for modifying the rays transmitted from the first waveguide, thereby transmitting rays having a first wavefront curvature; And a second lens coupled to a second one of the plurality of waveguides for modifying the rays transmitted from the second waveguide, thereby transmitting rays having a second wavefront curvature, wherein the first lens coupled to the first waveguide, And the second lens coupled to the second waveguide are horizontally stacked in a direction facing the user's eye.
[0042] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 파면 곡률은 제 2 파면 곡률과 상이하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 사용자가 이미지 데이터를 광학 무한성 평면으로부터 오는 것으로 인지하게 하기 위해서 시준된 광을 사용자 눈에 전달하기 위해 복수의 도파관들 중 제 3 도파관을 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도파관은 시준된 광을 렌즈들에 송신하도록 구성된다. [0042] In one or more embodiments, the first wavefront curvature is different from the second wavefront curvature. In one or more embodiments, the system further includes a third waveguide of the plurality of waveguides for communicating the collimated light to the user's eye to allow the user to perceive the image data as coming from an optical infinite plane do. In one or more embodiments, the waveguide is configured to transmit collimated light to the lenses.
[0043] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 사용자 눈들에 면하는 방향으로 스택되는 렌즈들의 어그리게이트 파워를 보상하기 위해 보상 렌즈 층을 더 포함하고, 보상 렌즈 층은 사용자 눈으로부터 가장 멀리 스택된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도파관은 도파관에 주입되는 광선들을 사용자 눈 쪽으로 반사하도록 구성가능한 복수의 반사기들을 포함한다. [0043] In one or more embodiments, the system further comprises a compensating lens layer to compensate for the aggregate power of the lenses stacked in a direction facing the user's eyes, do. In one or more embodiments, the waveguide includes a plurality of reflectors configurable to reflect the rays of light injected into the waveguide towards the user eye.
[0044] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도파관은 전기-활성이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도파관은 스위칭가능하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 파면 곡률을 갖는 광선들 및 제 2 파면 곡률을 갖는 광선들이 동시적으로 전달된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 파면 곡률을 갖는 광선들 및 제 2 파면 곡률을 갖는 광선들이 순차적으로 전달된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 2 파면 곡률이 제 1 파면 곡률의 마진(margin)에 대응함으로써, 사용자가 원근조절할 수 있는 초점 범위(focal range)를 제공한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 사용자 눈들의 원근조절을 추적하기 위한 원근조절 모듈을 더 포함하고, VFE가 사용자 눈들의 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 광 패턴들의 초점을 변경한다. [0044] In one or more embodiments, the waveguide is electro-active. In one or more embodiments, the waveguide is switchable. In one or more embodiments, the rays having a first wavefront curvature and the rays having a second wavefront curvature are simultaneously transmitted. In one or more embodiments, light rays having a first wavefront curvature and light rays having a second wavefront curvature are sequentially transmitted. In one or more embodiments, the second wavefront curvature corresponds to a margin of the first wavefront curvature, thereby providing a focal range that the user can adjust for perspective. In one or more embodiments, the system further includes a perspective adjustment module for tracking perspective adjustments of user eyes, wherein the VFE changes the focus of the light patterns based at least in part on the perspective adjustment of the user eyes .
[0045] 또 다른 실시예들에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 시간-순차적 방식으로 멀티플렉싱하기 위한 광 소스; 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 수신하고, 광을 사출 동공으로 수렴시키기 위한 복수의 도파관들 ― 복수의 도파관들은 z-축을 따라서 그리고 사용자의 시선으로부터 멀어지게 스택됨 ―; 및 복수의 도파관들에 의해 송신되는 광의 초점을 수정하기 위해, 스택된 도파관들에 결합되는 적어도 하나의 광학 엘리먼트를 포함한다. [0045] In yet another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes: a light source for multiplexing one or more of the light patterns associated with one or more frames of image data in a time-sequential manner; A plurality of waveguides for receiving one or more of the light patterns and for converging light into the exit pupil, the plurality of waveguides being stacked along the z-axis and away from the user's line of sight; And at least one optical element coupled to the stacked waveguides to modify the focus of the light transmitted by the plurality of waveguides.
[0046] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 도파관들 중 일 도파관은 프로젝팅된 광을 자신의 길이에 걸쳐 분산시키기 위한 도파관, 및 파면 곡률이 생성되게 하는 방식으로 광을 수정하기 위한 렌즈를 포함할 수 있고, 생성되는 파면 곡률은 사용자에 의해 보여질 때 초점면에 대응한다. [0046] In one or more embodiments, a waveguide of the plurality of waveguides includes a waveguide for dispersing the projected light over its length, and a lens for modifying the light in such a way that the wavefront curvature is generated And the generated wavefront curvature corresponds to the focal plane when viewed by the user.
[0047] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 도파관들 중 일 도파관은 DOE(diffractive optical element)를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, DOE는 온 및 오프 상태들 사이에서 스위칭가능하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 도파관들 중 일 도파관은 굴절 렌즈를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 도파관들 중 일 도파관은 프레넬 존 플레이트(Fresnel zone plate)를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 도파관들 중 일 도파관은 SGO(substrate guided optics) 엘리먼트를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도파관은 온 및 오프 상태 사이에서 스위칭가능하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도파관은 정적이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 이미지 데이터의 제 1 프레임 및 이미지 데이터의 제 2 프레임이 사용자 눈에 동시적으로 전달된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 이미지 데이터의 제 1 프레임 및 이미지 데이터의 제 2 프레임이 사용자 눈에 순차적으로 전달된다. [0047] In one or more embodiments, a waveguide of the plurality of waveguides includes a diffractive optical element (DOE). In one or more embodiments, the DOE is switchable between on and off states. In one or more embodiments, a waveguide of the plurality of waveguides comprises a refractive lens. In one or more embodiments, one of the plurality of waveguides comprises a Fresnel zone plate. In one or more embodiments, a waveguide of a plurality of waveguides comprises a substrate guided optics (SGO) element. In one or more embodiments, the waveguide is switchable between on and off states. In one or more embodiments, the waveguide is static. In one or more embodiments, the first frame of image data and the second frame of image data are simultaneously transmitted to the user's eyes. In one or more embodiments, a first frame of image data and a second frame of image data are sequentially transmitted to the user's eyes.
[0048] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 광을 사용자 눈에 전달하기 위한 복수의 각도를 이룬 반사기들을 더 포함하고, 제 1 도파관 컴포넌트 및 제 2 도파관 컴포넌트가 광을 하나 또는 그 초과의 각도를 이룬 반사기들로 지향시킨다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 빔 분산 광 도파관을 더 포함하고, 빔 분산 광 도파관은 도파관 어셈블리에 결합되고, 빔 분산 광 도파관이 프로젝팅된 광을 도파관 어셈블리에 걸쳐 확산시키도록 구성가능함으로써, 빔 분산 광 도파관에 주입되는 광선은 복제되어 도파관 어셈블리의 도파관 컴포넌트들에 주입된다.[0048] In one or more embodiments, the system further comprises a plurality of angled reflectors for transmitting light to the user's eye, wherein the first waveguide component and the second waveguide component are arranged to direct light to one or more angles To reflectors. In one or more embodiments, the system further includes a beam-dispersing optical waveguide, wherein the beam-dispersing optical waveguide is coupled to the waveguide assembly, and wherein the beam-dispersing optical waveguide diffuses the projected light across the waveguide assembly By being configurable, the rays injected into the beam-dispersing optical waveguide are replicated and injected into the waveguide components of the waveguide assembly.
[0049] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 시간-순차적 방식으로 제공하기 위한 이미지-생성 소스; 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 광 변조기; 및 프로젝팅된 광을 수신하고, 광을 사용자 눈 쪽으로 전달하기 위한 도파관 어셈블리를 포함하고, 도파관 어셈블리는, 적어도, 이미지 데이터의 제 1 프레임과 연관된 광이 제 1 초점면으로부터 오는 것으로 인지되게 하기 위해서 광을 수정하도록 구성가능한 제 1 도파관 컴포넌트, 및 이미지 데이터의 제 2 프레임과 연관된 광이 제 2 초점면으로부터 오는 것으로 인지되게 하기 위해서 광을 수정하도록 구성가능한 제 2 도파관 컴포넌트를 포함하고, 제 1 도파관 컴포넌트 및 제 2 도파관 컴포넌트는 사용자 눈 앞에서 z-축을 따라 스택된다. [0049] In another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes: an image-generating source for providing one or more frames of image data in a time-sequential manner; An optical modulator for projecting light associated with one or more frames of image data; And a waveguide assembly for receiving the projected light and delivering light towards the user eye, wherein the waveguide assembly includes at least a first frame of image data to allow light associated with the first frame of image data to be recognized as coming from the first focal plane A first waveguide component configurable to modify light and a second waveguide component configurable to modify the light to cause light associated with a second frame of image data to be recognized as coming from a second focal plane, The component and the second waveguide component are stacked along the z-axis in front of the user's eyes.
[0050] 일부 실시예들에서, 도파관 어셈블리의 도파관 컴포넌트는 프로젝팅된 광을 자신의 길이에 걸쳐 분산시키기 위한 도파관, 및 파면 곡률이 생성되게 하는 방식으로 광을 수정하기 위한 렌즈를 포함하고, 생성되는 파면 곡률은 사용자에 의해 보여질 때 초점면에 대응한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도파관 어셈블리의 도파관 컴포넌트는 DOE(diffractive optical element)를 포함한다. [0050] In some embodiments, the waveguide component of the waveguide assembly includes a waveguide for dispersing the projected light over its length, and a lens for modifying the light in such a way that the wavefront curvature is generated, Corresponds to the focal plane when viewed by the user. In one or more embodiments, the waveguide component of the waveguide assembly includes a diffractive optical element (DOE).
[0051] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, DOE는 온 및 오프 상태들 사이에서 스위칭가능하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도파관 어셈블리의 도파관 컴포넌트는 굴절 렌즈를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도파관 어셈블리의 도파관 컴포넌트는 프레넬 존 플레이트(Fresnel zone plate)를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 이미지 데이터의 제 1 프레임 및 이미지 데이터의 제 2 프레임이 사용자 눈에 동시적으로 전달된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 이미지 데이터의 제 1 프레임 및 이미지 데이터의 제 2 프레임이 사용자 눈에 순차적으로 전달된다. [0051] In one or more embodiments, the DOE is switchable between on and off states. In one or more embodiments, the waveguide component of the waveguide assembly comprises a refractive lens. In one or more embodiments, the waveguide component of the waveguide assembly includes a Fresnel zone plate. In one or more embodiments, the first frame of image data and the second frame of image data are simultaneously transmitted to the user's eyes. In one or more embodiments, a first frame of image data and a second frame of image data are sequentially transmitted to the user's eyes.
[0052] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 광을 사용자 눈에 전달하기 위한 복수의 각도를 이룬 반사기들을 더 포함하고, 제 1 도파관 컴포넌트 및 제 2 도파관 컴포넌트가 광을 하나 또는 그 초과의 각도를 이룬 반사기들로 지향시킨다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 빔 분산 광 도파관을 더 포함하고, 빔 분산 광 도파관은 도파관 어셈블리에 결합되고, 빔 분산 광 도파관이 프로젝팅된 광을 도파관 어셈블리에 걸쳐 확산시키도록 구성가능함으로써, 빔 분산 광 도파관에 주입되는 광선은 복제되어 도파관 어셈블리의 도파관 컴포넌트들에 주입된다. [0052] In one or more embodiments, the system further comprises a plurality of angled reflectors for transmitting light to the user's eye, wherein the first waveguide component and the second waveguide component are arranged to direct light to one or more angles To reflectors. In one or more embodiments, the system further includes a beam-dispersing optical waveguide, wherein the beam-dispersing optical waveguide is coupled to the waveguide assembly, and wherein the beam-dispersing optical waveguide diffuses the projected light across the waveguide assembly By being configurable, the rays injected into the beam-dispersing optical waveguide are replicated and injected into the waveguide components of the waveguide assembly.
[0053] 도파관 어셈블리의 도파관 컴포넌트는 프로젝팅된 광을 사용자 눈 쪽으로 원하는 각도로 반사하도록 구성가능한 반사기를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 도파관 컴포넌트는 프로젝팅된 광을 제 1 각도로 반사하도록 구성된 제 1 반사기를 포함하고, 제 2 도파관 컴포넌트는 프로젝팅된 광을 제 2 각도로 반사하기 위한 제 2 반사기를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 반사기는 제 2 반사기와 관련하여 스태거링되고(staggered), 그럼으로써 사용자에 의해 보여질 때 이미지의 시야를 확장시킨다. [0053] The waveguide component of the waveguide assembly includes a reflector that is configurable to reflect the projected light at a desired angle toward the user's eye. In one or more embodiments, the first waveguide component includes a first reflector configured to reflect the projected light at a first angle, and the second waveguide component reflects the projected light at a second angle And a second reflector. In one or more embodiments, the first reflector is staggered with respect to the second reflector, thereby extending the view of the image when viewed by the user.
[0054] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도파관 컴포넌트들의 반사기들은 도파관 어셈블리에 걸쳐 연속적 곡선형 반사 표면을 형성하기 위한 방식으로 포지셔닝된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 연속적 곡선형 반사 표면은 포물선형 곡선을 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 연속적 곡선형 반사 표면은 타원형 곡선을 포함한다. [0054] In one or more embodiments, the reflectors of the waveguide components are positioned in a manner to form a continuous curved reflective surface across the waveguide assembly. In one or more embodiments, the continuous curved reflective surface comprises a parabolic curve. In one or more embodiments, the continuous curved reflective surface comprises an elliptic curve.
[0055] 또 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법은, 이미지 데이터의 제 1 프레임과 연관된 광선들을 제 1 도파관을 통해 사용자에게 전달하는 단계 ― 광선들은 제 1 파면 곡률을 가짐 ―; 및 이미지 데이터의 제 2 프레임과 연관된 광선들을 제 2 도파관을 통해 사용자에게 전달하는 단계 ― 광선들은 제 2 파면 곡률을 가짐 ― 를 포함하고, 제 1 도파관 및 제 2 도파관은 사용자 눈들에 면하는 z-축을 따라 스택된다.[0055] In another embodiment, a method for displaying virtual content to a user includes transmitting rays associated with a first frame of image data to a user via a first waveguide, wherein the rays have a first wavefront curvature; And transmitting the beams associated with a second frame of image data to a user via a second waveguide, wherein the beams have a second wavefront curvature, wherein the first waveguide and the second waveguide have z- It is stacked along the axis.
[0056] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 파면 곡률 및 제 2 파면 곡률은 동시적으로 전달된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 파면 곡률 및 제 2 파면 곡률은 순차적으로 전달된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 및 제 2 파면 곡률들은 사용자에 의해 제 1 및 제 2 깊이 평면으로서 인지된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 및 제 2 도파관들은 하나 또는 그 초과의 광학 엘리먼트들에 결합된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은, 하나 또는 그 초과의 광학 엘리먼트들의 효과를 보상 렌즈를 통해 보상하는 단계를 더 포함할 수 있다. [0056] In one or more embodiments, the first wavefront curvature and the second wavefront curvature are delivered simultaneously. In one or more embodiments, the first wavefront curvature and the second wavefront curvature are sequentially transmitted. In one or more embodiments, the first and second wavefront curvatures are perceived by the user as first and second depth planes. In one or more embodiments, the first and second waveguides are coupled to one or more optical elements. In one or more embodiments, the method may further comprise compensating for the effect of one or more of the optical elements through a compensating lens.
[0057] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은, 사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계; 및 결정되는 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 및 제 2 도파관들 중 적어도 하나를 통해 광선들을 전달하는 단계를 더 포함한다. [0057] In one or more embodiments, the method includes determining perspective adjustment of user eyes; And conveying the rays through at least one of the first and second waveguides based at least in part on the determined perspective adjustment.
[0058] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법은, 사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계; 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 파면 곡률을 갖는 광선들을 도파관들의 스택의 제 1 도파관을 통해 전달하는 단계 ― 제 1 파면 곡률은 결정된 원근조절의 초점 거리에 대응함 ―; 및 제 2 파면 곡률을 갖는 광선들을 도파관들의 스택의 제 2 도파관을 통해 전달하는 단계를 포함하고, 제 2 파면 곡률은 결정된 원근조절의 초점 거리의 미리 결정된 마진과 연관된다. [0058] In another embodiment, a method for displaying virtual content to a user includes: determining perspective adjustment of user eyes; Transmitting light rays having a first wavefront curvature based at least in part on the determined perspective adjustment through a first waveguide of a stack of waveguides, the first wavefront curvature corresponding to a determined focal length of the perspective adjustment; And transmitting the rays having a second wavefront curvature through a second waveguide of the stack of waveguides, wherein the second wavefront curvature is associated with a predetermined margin of focal distance of the determined perspective adjustment.
[0059] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 마진은 포지티브 마진(positive margin)이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 마진은 부정 마진(negative margin)이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 2 도파관은 사용자가 원근조절할 수 있는 초점 범위를 증가시킨다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 도파관은 VFE(variable focus element)에 결합되고, VFE는 도파관이 광선들을 포커싱하는 초점을 변경한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 초점은 사용자 눈들의 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 변경된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 파면 곡률 및 제 2 파면 곡률은 동시적으로 전달된다. [0059] In one or more embodiments, the margin is a positive margin. In one or more embodiments, the margin is a negative margin. In one or more embodiments, the second waveguide increases the focus range the user can adjust for perspective. In one or more embodiments, the first waveguide is coupled to a variable focus element (VFE), and the VFE alters the focus at which the waveguide focuses the beams. In one or more embodiments, the focus is changed based at least in part on the determined perspective adjustment of the user's eyes. In one or more embodiments, the first wavefront curvature and the second wavefront curvature are delivered simultaneously.
[0060] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 및 제 2 파면 곡률들은 사용자에 의해 제 1 및 제 2 깊이 평면으로 인지된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도파관은 DOE(diffractive optical element)이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도파관은 SGO(substrate guided optic)이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 및 제 2 도파관들은 스위칭가능하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도파관은 하나 또는 그 초과의 스위칭가능 엘리먼트들을 포함한다. [0060] In one or more embodiments, the first and second wavefront curvatures are perceived by the user as first and second depth planes. In one or more embodiments, the waveguide is a diffractive optical element (DOE). In one or more embodiments, the waveguide is a substrate guided optic (SGO). In one or more embodiments, the first and second waveguides are switchable. In one or more embodiments, the waveguide comprises one or more switchable elements.
[0061] 또 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 시간-순차적 방식으로 제공하기 위한 이미지-생성 소스; 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광선들을 프로젝팅하기 위한 디스플레이 어셈블리 ― 디스플레이 어셈블리는 제 1 프레임-레이트 및 제 1 비트 깊이에 대응하는 제 1 디스플레이 엘리먼트, 및 제 2 프레임-레이트 및 제 2 비트 깊이에 대응하는 제 2 디스플레이 엘리먼트를 포함함 ―; 및 프로젝팅된 광의 초점을 변경하고 광을 사용자 눈으로 송신하도록 구성가능한 VFE(variable focus element)를 포함한다. [0061] In yet another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes: an image-generating source for providing one or more frames of image data in a time-sequential manner; A display assembly for projecting light rays associated with one or more frames of image data, the display assembly comprising: a first display element corresponding to a first frame-rate and a first bit depth; and a second display element corresponding to a second frame- A second display element corresponding to a 2-bit depth; And a variable focus element (VFE) that is configurable to change the focus of the projected light and transmit light to the user's eye.
[0062] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 프레임-레이트는 제 2 프레임-레이트보다 높고, 제 1 비트 깊이는 제 2 비트 깊이보다 낮다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 디스플레이 엘리먼트는 DLP 프로젝션 시스템이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 2 디스플레이 엘리먼트는 LCD(liquid crystal display)이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 디스플레이 엘리먼트는 LCD의 주변이 일정한 조명을 갖도록 하기 위해서 광을 제 2 디스플레이 엘리먼트의 서브세트에 프로젝팅한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 디스플레이 엘리먼트로부터 송신되는 광만이 VFE를 통해 포커싱된다. [0062] In one or more embodiments, the first frame-rate is higher than the second frame-rate and the first bit depth is lower than the second bit depth. In one or more embodiments, the first display element is a DLP projection system. In one or more embodiments, the second display element is a liquid crystal display (LCD). In one or more embodiments, the first display element projects light to a subset of the second display element so that the periphery of the LCD has a constant illumination. In one or more embodiments, only the light transmitted from the first display element is focused through the VFE.
[0063] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, VFE는 프로젝팅된 광의 초점이 이미지 데이터의 배율에 영향을 주지 않으면서 변경되도록 하기 위해 사출 동공에 광학적으로 켤레(conjugate)된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 디스플레이 엘리먼트는 DLP이고, 제 2 디스플레이 엘리먼트는 LCD이고, DLP는 저 해상도를 가지며, LCD는 고 해상도를 갖는다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 백라이트(backlight)의 강도가 제 1 디스플레이 엘리먼트에 의해 프로젝팅되는 서브-이미지들의 밝기에 대등하도록 시간에 걸쳐 변경되고, 그로 인해서 제 1 디스플레이 엘리먼트의 프레임 레이트를 증가시킨다. [0063] In one or more embodiments, the VFE is optically conjugated to the exit pupil to allow the focus of the projected light to change without affecting the magnification of the image data. In one or more embodiments, the first display element is a DLP, the second display element is an LCD, the DLP has a low resolution, and the LCD has a high resolution. In one or more embodiments, the intensity of the backlight is varied over time to match the brightness of the sub-images projected by the first display element such that the frame rate of the first display element .
[0064] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, VFE는 프로젝팅된 광의 초점을 프레임 단위 기반으로 변경하도록 구성가능하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, VFE의 동작과 연관된 광학 배율을 보상하기 위한 소프트웨어를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 이미지-생성 소스는, 함께 또는 순차적으로 프로젝팅될 때 오브젝트의 3-차원 볼륨을 생성하는 특정 이미지의 슬라이스들(slices)을 생성한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, DLP는 바이너리 모드에서 동작된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, DLP는 그레이스케일 모드에서 동작된다. [0064] In one or more embodiments, the VFE is configurable to change the focus of the projected light on a frame-by-frame basis. In one or more embodiments, the system further comprises software for compensating for optical magnification associated with the operation of the VFE. In one or more embodiments, the image-generating source generates slices of a particular image that produce a three-dimensional volume of the object when projected together or sequentially. In one or more embodiments, the DLP is operated in a binary mode. In one or more embodiments, the DLP is operated in a grayscale mode.
[0065] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, VFE는, 제 1 프레임이 제 1 초점면으로부터 오는 것으로 인지되고 제 2 프레임이 제 2 초점면으로부터 오는 것으로 인지되도록 하기 위해서, 프로젝팅된 광을 변경하고, 제 1 초점면은 제 2 초점면과 상이하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 초점면과 연관된 초점 거리는 고정된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 초점면과 연관된 초점 거리는 가변적이다. [0065] In one or more embodiments, the VFE modifies the projected light so that the first frame is recognized as coming from the first focal plane and the second frame is recognized as coming from the second focal plane, The first focal plane is different from the second focal plane. In one or more embodiments, the focal length associated with the focal plane is fixed. In one or more embodiments, the focal length associated with the focal plane is variable.
[0066] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법은, 하나 또는 그 초과의 이미지 슬라이스들을 제공하는 단계 ― 하나 또는 그 초과의 이미지 슬라이스들 중 제 1 이미지 슬라이스 및 제 2 이미지 슬라이스는 3-차원 볼륨을 나타냄 ―; 제 1 이미지 슬라이스와 연관된 광을 공간 광 변조기를 통해 프로젝팅하는 단계; VFE(variable focus element)를 통해 제 1 이미지의 슬라이스를 제 1 초점에 포커싱하는 단계; 제 1 초점을 갖는 제 1 이미지 슬라이스를 사용자에게 전달하는 단계; 제 2 이미지 슬라이스와 연관된 광을 제공하는 단계; VFE를 통해 제 2 이미지 슬라이스를 제 2 초점에 포커싱하는 단계 ― 제 1 초점은 제 2 초점와 상이함 ―; 및 제 2 초점을 갖는 제 2 이미지 슬라이스를 사용자에게 전달하는 단계를 포함한다. [0066] In another embodiment, a method for displaying virtual content to a user includes providing one or more image slices, the first image slice and the second image slice of one or more image slices having a three-dimensional Indicate volume -; Projecting light associated with the first image slice through a spatial light modulator; Focusing a slice of the first image through a variable focus element (VFE) to a first focus; Transmitting a first image slice having a first focus to a user; Providing light associated with a second image slice; Focusing the second image slice through the VFE to a second focus, the first focus being different from the second focus; And delivering to the user a second image slice having a second focal point.
[0067] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은, 사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있고, VFE는 프로젝팅된 광을 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 포커싱한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 이미지 슬라이스들은 프레임-순차적 형태로 제공된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 이미지 슬라이스 및 제 2 이미지 슬라이스는 동시적으로 전달된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 이미지 슬라이스 및 제 2 이미지 슬라이스는 순차적으로 전달된다. [0067] In one or more embodiments, the method may further comprise determining a perspective adjustment of user eyes, and the VFE focuses the projected light based at least in part on the determined perspective adjustment. In one or more embodiments, the image slices are provided in frame-sequential form. In one or more embodiments, the first image slice and the second image slice are delivered simultaneously. In one or more embodiments, the first image slice and the second image slice are delivered sequentially.
[0068] 또 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법은, 제 1 디스플레이 엘리먼트를 제 2 디스플레이 엘리먼트와 결합하는 단계 ― 제 1 디스플레이 엘리먼트는 고 프레임 레이트 및 저 비트 깊이에 대응하고, 제 2 디스플레이 엘리먼트는 저 프레임 레이트 및 고 비트 깊이에 대응하고, 그로 인해서 결합된 디스플레이 엘리먼트들은 고 프레임 레이트 및 고 비트 깊이에 대응함 ―; 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 결합된 디스플레이 엘리먼트들을 통해 프로젝팅하는 단계; 및 제 1 이미지 슬라이스는 제 1 초점로 프로젝팅되고 제 2 이미지 슬라이스는 제 2 초점로 프로젝팅되게 하기 위해서, 프레임 단위 기반으로 VFE(variable focus element)를 통해 프로젝팅된 광의 초점을 스위칭하는 단계를 포함한다. [0068] In another embodiment, a method for displaying virtual content to a user includes combining a first display element with a second display element, the first display element corresponding to a high frame rate and a low bit depth, Elements correspond to a low frame rate and a high bit depth, whereby the combined display elements correspond to a high frame rate and a high bit depth; Projecting light associated with one or more frames of image data through the combined display elements; And switching the focus of light projected through a variable focus element (VFE) on a frame-by-frame basis to cause the first image slice to be projected to a first focus and the second image slice to be projected to a second focus .
[0069] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 코히런트 광을 수신하고 어그리게이트 파면을 생성하기 위한 복수의 광가이드들; 복수의 광가이드들 중 하나 또는 그 초과의 광가이드들에 의해 프로젝팅되는 광에서 위상 지연을 유도하기 위해 하나 또는 그 초과의 광가이드들에 결합되는 위상 변조기; 및 복수의 광가이드들에 의해 생성되는 어그리게이트 파면이 변경되게 하는 방식으로 위상 변조기를 제어하기 위한 프로세서를 포함한다. [0069] In another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes: a plurality of light guides for receiving coherent light associated with one or more frames of image data and generating an aggregate wavefront; A phase modulator coupled to one or more light guides to induce a phase delay in light projected by one or more of the plurality of light guides; And a processor for controlling the phase modulator in a manner that causes the aggregate wavefront generated by the plurality of light guides to change.
[0070] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 광가이드들 중 일 광가이드에 의해 생성된 파면은 구형(spherical) 파면이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 두 개의 광가이드들에 의해 생성된 구형 파면들은 서로 간에 파괴적으로 간섭한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 두 개의 광가이드들에 의해 생성되는 구형 파면들은 서로 간에 파괴적으로 간섭한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 어그리게이트 파면은 거의 평판 파면이다. [0070] In one or more embodiments, the wavefront produced by a light guide of a plurality of light guides is a spherical wavefront. In one or more embodiments, the spherical wavefronts generated by the at least two light guides interfere destructively with each other. In one or more embodiments, the spherical wavefronts produced by the at least two light guides are destructively interfering with each other. In one or more embodiments, the aggregate wavefront is substantially a flat wavefront.
[0071] 평판 파면은 광학 무한성 깊이 평면에 대응한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 어그리게이트 파면은 구형이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 구형 파면은 광학 무한성보다 더 가까운 깊이 평면에 대응한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 원하는 빔의 역 푸리에 변환이 다중코어 섬유들에 주입되고, 그로 인해서 원하는 어그리게이트 파면이 생성된다. [0071] The planar wavefront corresponds to the optical infinite depth plane. In one or more embodiments, the aggregate wavefront is spherical. In one or more embodiments, the spherical wavefront corresponds to a depth plane that is closer than optical infinity. In one or more embodiments, the inverse Fourier transform of the desired beam is injected into the multi-core fibers, thereby creating the desired aggregate wavefront.
[0072] 다른 양상에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지-생성 소스; 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위해 복수의 다중코어 섬유들을 포함하는 다중코어 어셈블리 ― 복수의 다중코어 섬유들 중 일 다중코어 섬유가 파면에서 광을 방출하고, 그로 인해서 다중코어 어셈블리는 프로젝팅된 광의 어그리게이트 파면을 생성함 ―; 및 다중코어 어셈블리에 의해 방출된 어그리게이트 파면이 변경되고 그로 인해서 사용자가 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 인지하는 초점 거리를 변경하는 방식으로 다중코어 섬유들 사이에서 위상 지연들을 유도하기 위한 위상 변조기를 포함한다. [0072] In another aspect, a system for displaying virtual content to a user includes: an image-generating source for providing one or more frames of image data; A multi-core assembly comprising a plurality of multi-core fibers for projecting light associated with one or more frames of image data, wherein one of the plurality of multi-core fibers emits light at the wavefront, Whereby the multi-core assembly creates an algrite-guided wavefront of the projected light; And for deriving phase delays between the multi-core fibers in such a way that the aggregate wavefront emitted by the multi-core assembly is modified such that the user changes the focal distance to recognize one or more frames of image data Phase modulator.
[0073] 또 다른 양상에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법은, 다중코어 섬유를 통해 광을 방출하는 단계 ― 다중코어 섬유는 복수의 단일코어 섬유들을 포함하고, 단일코어 섬유들은 구형 파면을 방출함 ―; 복수의 단일코어 섬유들로부터 방출되는 광으로부터 어그리게이트 파면을 제공하는 단계; 및 다중코어 섬유에 의해 생성된 어그리게이트 파면이 유도된 위상 지연에 적어도 부분적으로 기초하여 변경되게 하기 위해서 다중코어 섬유의 단일코어 섬유들 사이에서 위상 지연을 유도하는 단계를 포함한다. [0073] In another aspect, a method for displaying virtual content to a user includes emitting light through the multi-core fiber, the multi-core fiber including a plurality of single core fibers, the single core fibers emitting a spherical wavefront, ; Providing an aggregate wavefront from light emitted from a plurality of single core fibers; And inducing a phase delay between the single core fibers of the multi-core fibers to cause the aggregate wavefront produced by the multi-core fibers to change based at least in part on the induced phase delay.
[0074] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 어그리게이트 파면은 평판 파면이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 평판 파면은 광학 무한성에 대응한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 어그리게이트 파면은 구형이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 구형 파면은 광학 무한성보다 더 가까운 깊이 평면에 대응한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은, 어그리게이트 파면이 원하는 파면에 대응하게 하기 위해서 다중코어 섬유에 원하는 파면의 역 푸리에 변환을 주입하는 단계를 더 포함한다. [0074] In one or more embodiments, the aggregate wavefront is a flat wavefront. In one or more embodiments, the planar wavefront corresponds to optical infinity. In one or more embodiments, the aggregate wavefront is spherical. In one or more embodiments, the spherical wavefront corresponds to a depth plane that is closer than optical infinity. In one or more embodiments, the method further comprises injecting an inverse Fourier transform of the desired wavefront into the multi-core fiber so that the aggregate wavefront corresponds to the desired wavefront.
[0075] 또 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지-생성 소스; 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위해서 복수의 다중코어 섬유들을 포함하는 다중코어 어셈블리; 및 다중코어 어셈블리에 이미지들을 입력하기 위한 이미지 주입기를 포함하고, 입력 주입기는 다중코어 어셈블리에 원하는 파면의 역 푸리에 변환을 입력하도록 추가로 구성가능하고, 그로 인해서 다중코어 어셈블리가 원하는 파면에서 이미지 데이터와 연관된 광을 생성함으로써 푸리에 변환을 출력하여, 사용자가 원하는 초점 거리에서 이미지 데이터를 인지하게 허용한다. [0075] In yet another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes: an image-generating source for providing one or more frames of image data; A multi-core assembly including a plurality of multi-core fibers for projecting light associated with one or more frames of image data; And an image injector for inputting images to the multi-core assembly, wherein the input injector is further configurable to input an inverse Fourier transform of the desired wavefront into the multi-core assembly so that the multi- And outputs the Fourier transform by generating the associated light, allowing the user to perceive the image data at the desired focal distance.
[0076] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 원하는 파면은 홀로그램과 연관된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 역 푸리에 변환은 하나 또는 그 초과의 광 빔들의 초점을 변조하기 위해 입력된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 다중코어 섬유들 중 일 다중코어 섬유는 다중-모드 섬유이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 다중코어 섬유들 중 일 다중코어 섬유는 일 다중코어 섬유를 따른 복수의 경로들을 따라 광을 전파하도록 구성된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 다중코어 섬유는 단일코어 섬유이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 다중코어 섬유는 동심 코어 섬유이다. [0076] In one or more embodiments, the desired wavefront is associated with the hologram. In one or more embodiments, the inverse Fourier transform is input to modulate the focus of one or more light beams. In one or more embodiments, one of the plurality of multicore fibers is a multi-mode fiber. In one or more embodiments, one of the plurality of multicore fibers is configured to propagate light along a plurality of paths along one multi-core fiber. In one or more embodiments, the multi-core fibers are single core fibers. In one or more embodiments, the multi-core fibers are concentric core fibers.
[0077] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 이미지 주입기는 다중코어 어셈블리에 웨이브릿 패턴을 입력하도록 구성된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 이미지 주입기는 다중코어 어셈블리에 제르니케 계수(Zernike coefficient)를 입력하도록 구성된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 사용자 눈들의 원근조절을 결정하기 위한 원근조절 추적 모듈을 더 포함하고, 이미지 주입기는 사용자 눈들의 결정된 원근조절에 대응하는 파면의 역 푸리에 변환을 입력하도록 구성된다. [0077] In one or more embodiments, the image injector is configured to input a wavelet pattern into the multi-core assembly. In one or more embodiments, the image injector is configured to input a Zernike coefficient to the multi-core assembly. In one or more embodiments, the system further comprises a perspective adjustment tracking module for determining a perspective adjustment of the user's eyes, and the image injector inputs an inverse Fourier transform of the wavefront corresponding to the determined perspective adjustment of the user's eyes .
[0078] 또 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법은, 사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계 ― 결정된 원근조절은 사용자의 현재 초점 상태에 대응하는 초점 거리와 연관됨 ―; 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 도파관을 통해 프로젝팅하는 단계; 프로젝팅된 광의 초점을 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 변경하는 단계; 및 광이 사용자의 현재 초점 상태에 대응하는 초점 거리로부터 오는 것으로 사용자에 의해 인지되게 하기 위해서, 프로젝팅된 광을 사용자 눈들에 전달하는 단계를 포함한다. [0078] In yet another embodiment, a method for displaying virtual content to a user includes determining a perspective adjustment of user eyes, wherein the determined perspective adjustment is associated with a focal length corresponding to a user's current focus state; Projecting light associated with one or more frames of image data through a waveguide; Changing the focus of the projected light based at least in part on the determined perspective adjustment; And communicating the projected light to the user's eyes so that the light is perceived by the user as coming from a focal distance corresponding to the user's current focus state.
[0079] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 원근조절은 직접적으로 측정된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 원근조절은 간접적으로 측정된다. 원근조절은 적외선 자기굴절매체(infrared autorefractor)를 통해 측정된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 원근조절은 편심 광굴절(eccentric photorefraction)을 통해 측정된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은, 원근조절을 추정하기 위해 사용자의 두 눈들의 수렴 레벨을 측정하는 단계를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은, 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들의 하나 또는 그 초과의 부분들을 흐려지게 하는 단계를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 초점은 고정된 깊이 평면들 사이에서 변경된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은 도파관의 광학 효과를 보상하기 위한 보상 렌즈를 더 포함한다. [0079] In one or more embodiments, the perspective adjustment is directly measured. In one or more embodiments, the perspective adjustment is indirectly measured. Perspective adjustments are measured using an infrared autorefractor. In one or more embodiments, the perspective adjustment is measured through eccentric photorefraction. In one or more embodiments, the method further comprises measuring a convergence level of the user's two eyes to estimate perspective adjustment. In one or more embodiments, the method further comprises blurring one or more portions of one or more frames of image data based, at least in part, on the determined perspective adjustment. In one or more embodiments, the focus is changed between fixed depth planes. In one or more embodiments, the method further comprises a compensation lens for compensating for the optical effect of the waveguide.
[0080] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하는 방법은 사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계 ― 결정된 원근조절은 사용자의 현재 초점 상태에 대응하는 초점 거리와 연관됨 ―, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 DOE(diffractive optics element)를 통해 프로젝팅하는 단계, 프로젝팅된 광의 초점을 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 변경하는 단계, 및 프로젝팅된 광이 사용자의 현재 초점 상태에 대응하는 초점 거리로부터 오는 것으로 사용자에 의해 인지되게 하도록, 프로젝팅된 광을 사용자 눈들에 전달하는 단계를 포함한다. [0080] In one or more embodiments, a method of displaying virtual content to a user includes determining a perspective adjustment of user eyes, wherein the determined perspective adjustment is associated with a focal length corresponding to a user's current focus state, Projecting the light associated with one or more frames of the projected light through a diffractive optics element (DOE), modifying the focus of the projected light based at least in part on the determined perspective adjustment, And conveying the projected light to the user's eyes so as to be perceived by the user as coming from a focal distance corresponding to the user's current focus state.
[0081] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하는 방법은 사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계 ― 결정된 원근조절은 사용자의 현재 초점 상태에 대응하는 초점 거리와 연관됨 ―, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 자유형 광학을 통해 프로젝팅하는 단계, 프로젝팅된 광의 초점을 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 변경하는 단계, 및 프로젝팅된 광이 사용자의 현재 초점 상태에 대응하는 초점 거리로부터 오는 것으로 사용자에 의해 인지되게 하도록, 프로젝팅된 광을 사용자 눈들에 전달하는 단계를 포함한다.[0081] In another embodiment, a method for displaying virtual content to a user includes determining a perspective adjustment of user eyes, wherein the determined perspective adjustment is associated with a focal length corresponding to a user's current focus state, Projecting the light associated with the frames of the projected light through the free-form optics, changing the focus of the projected light based at least in part on the determined perspective adjustment, And conveying the projected light to the user's eyes so as to be perceived by the user as coming from the distance.
[0082] 다른 양상에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하는 방법은 사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계 ― 결정된 원근조절은 사용자의 현재 초점 상태에 대응하는 초점 거리와 연관됨 ―, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하는 단계, 프로젝팅된 광의 초점을 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 변경하는 단계, 및 프로젝팅된 광이 사용자의 현재 초점 상태에 대응하는 초점 거리로부터 오는 것으로 사용자에 의해 인지되게 하도록, 프로젝팅된 광을 사용자 눈들에 전달하는 단계를 포함한다. [0082] In another aspect, a method of displaying virtual content to a user includes determining a perspective adjustment of user eyes, wherein the determined perspective adjustment is associated with a focal length corresponding to a user's current focus state, Projecting the projected light at least partially based on the determined perspective adjustment; and projecting the projected light from the focal distance corresponding to the user's current focus state, And conveying the projected light to the user's eyes so as to be perceived by the user.
[0083] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광은 기판 유도 광학 어셈블리를 통해 사용자에게 전달된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광은 자유형 광학 엘리먼트를 통해 사용자에게 전달된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광은 DOE(diffractive optical element)를 통해 사용자에게 전달된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광은 도파관들의 스택을 통해 프로젝팅되고, 도파관들의 스택의 제 1 도파관은 특정 파면으로 광을 출력하도록 구성되고, 제 2 도파관은 상기 특정 파면에 관련하여 포지티브 마진 파면을 출력하도록 구성되며, 제 3 도파관은 상기 특정 파면에 관련하여 네거티브 마진 파면을 출력하도록 구성된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은 프로젝팅된 광이 사용자 눈들에 전달될 때 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들의 부분이 초점에서 벗어나게 하는 방식으로 그 부분을 흐려지게 하는 단계를 더 포함한다.[0083] In one or more embodiments, light is transmitted to the user through the substrate guiding optical assembly. In one or more embodiments, light is transmitted to a user via a free-form optical element. In one or more embodiments, the light is delivered to the user via a diffractive optical element (DOE). In one or more embodiments, light is projected through a stack of waveguides, wherein a first waveguide of a stack of waveguides is configured to output light to a particular wavefront, and wherein the second waveguide is configured to output a positive And the third waveguide is configured to output a negative margin wavefront in relation to the specific wavefront. In one or more embodiments, the method further comprises blurring the portion of the one or more frames of image data in such a manner that the portion of one or more frames of image data is out of focus when projected light is delivered to user eyes .
[0084] 또 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 시간-순차적 방식으로 제공하기 위한 이미지-생성 소스, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 제공하기 위한 광 생성기, 사용자 눈의 원근조절을 추적하기 위한 원근조절 추적 모듈, 및 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광의 초점을 변경하기 위한 도파관 어셈블리를 포함하고, 이미지 데이터의 상이한 프레임들은 추적된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 상이하게 포커싱된다.[0084] In yet another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes an image-generating source for providing one or more frames of image data in a time-sequential manner, one or more frames of image data, And a waveguide assembly for changing the focus of light associated with one or more frames of image data, wherein the image generator comprises: a light generator for providing associated light; a perspective adjustment tracking module for tracking perspective adjustment of a user eye; Are focused differently based at least in part on the tracked perspective adjustment.
[0085] 다른 양상에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은 사용자 눈들의 원근조절을 결정하기 위한 원근조절 추적 모듈, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 시간-순차적 방식으로 제공하기 위한 이미지-생성 소스, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 광 생성기, 이미지 데이터와 연관된 광선들을 수신하고 광선들을 사용자 눈들 쪽으로 송신하기 위한 복수의 도파관들 ― 복수의 도파관들은 사용자 눈에 면하는 방향으로 스택됨 ―, 및 송신되는 광의 초점을 사용자 눈들의 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 변경하기 위한 VFE(variable focus element)를 포함한다. [0085] In another aspect, a system for displaying virtual content to a user includes a perspective adjustment tracking module for determining perspective adjustment of user eyes, an image-generating source for providing one or more frames of image data in a time- A light generator for projecting light associated with one or more frames of image data; a plurality of waveguides for receiving light rays associated with the image data and for transmitting the light rays to user eyes, And a variable focus element (VFE) for changing the focus of the transmitted light based at least in part on the determined perspective adjustment of the user's eyes.
[0086] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 도파관들 중 일 도파관은 도파관 엘리먼트이고, 복수의 도파관들 중 제 1 도파관으로부터 송신되는 이미지 데이터의 제 1 프레임의 초점은 복수의 도파관들 중 제 2 도파관으로부터 송신되는 이미지 데이터의 제 2 프레임의 초점와 상이하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 프레임은 3D 장면의 제 1 층이고, 제 2 프레임은 3D 장면의 제 2 층이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들의 부분이 사용자에 의해 보여질 때 초점에서 벗어나게 하는 방식으로 그 부분을 흐려지게 하기 위한 블러 모듈을 더 포함한다. [0086] In one or more embodiments, a waveguide of the plurality of waveguides is a waveguide element, and the focus of the first frame of image data transmitted from the first one of the plurality of waveguides is the second waveguide of the plurality of waveguides, Which is different from the focus of the second frame of the image data transmitted from the first frame. In one or more embodiments, the first frame is the first layer of the 3D scene and the second frame is the second layer of the 3D scene. In one or more embodiments, the system further comprises a blur module for blurring the portion of one or more frames of image data in such a manner as to cause it to be out of focus when viewed by a user.
[0087] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, VFE는 복수의 도파관들에 공통적이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, VFE는 복수의 도파관들 중 일 도파관과 연관된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, VFE가 복수의 도파관들 중 두 개의 도파관들 사이에서 인터리빙되게 하도록, VFE가 복수의 도파관들 중 일 도파관에 결합된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, VFE는 복수의 도파관들 중 일 도파관에 임베딩된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, VFE는 회절 광학 엘리먼트이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, VFE는 굴절 엘리먼트이다. [0087] In one or more embodiments, the VFE is common to a plurality of waveguides. In one or more embodiments, the VFE is associated with a waveguide of a plurality of waveguides. In one or more embodiments, the VFE is coupled to a waveguide of the plurality of waveguides such that the VFE is interleaved between the two waveguides of the plurality of waveguides. In one or more embodiments, the VFE is embedded in a waveguide of a plurality of waveguides. In one or more embodiments, the VFE is a diffractive optical element. In one or more embodiments, VFE is a refractive element.
[0088]
하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도파관은 전기-활성이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 도파관들 중 하나 또는 그 초과의 도파관들은 스위칭 오프된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 도파관들 중 일 도파관은 고정된 초점면에 대응한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 사출 동공을 더 포함하고, 사출 동공의 직경은 0.5 mm보다 크지 않다. 광 생성기는 스캐닝 섬유 디스플레이이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 302 항의 시스템은 사출 동공들의 어레이를 더 포함한다.[0088]
In one or more embodiments, the waveguide is electro-active. In one or more embodiments, one or more of the plurality of waveguides are switched off. In one or more embodiments, a waveguide of the plurality of waveguides corresponds to a fixed focal plane. In one or more embodiments, the system further comprises an exit pupil, wherein the diameter of the exit pupil is no greater than 0.5 mm. The light generator is a scanning fiber display. In one or more embodiments, the system of
[0089] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 복수의 광 생성기들을 더 포함하고, 광 생성기는 사출 동공에 결합된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 사출 동공 확장기를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 사출 동공은 사용자 눈들의 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 스위칭가능하다. [0089] In one or more embodiments, the system further comprises a plurality of optical generators, and the optical generator is coupled to the exit pupil. In one or more embodiments, the system further comprises an exit pupil dilator. In one or more embodiments, the exit pupil is switchable based at least in part on the determined perspective adjustment of the user eyes.
[0090] 다른 양상에서, 시스템은 사용자 눈들의 원근조절을 결정하기 위한 원근조절 추적 모듈, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 복수의 광 빔들을 스캐닝하기 위한 섬유 스캐닝 디스플레이 ― 복수의 광 빔들 중 일 광 빔은 이동가능함 ―, 및 사용자 눈들의 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들에서 시뮬레이팅된 광학 블러를 렌더링하기 위한 블러 소프트웨어를 포함한다. [0090] In another aspect, the system includes a perspective adjustment tracking module for determining a perspective adjustment of user eyes, a fiber scanning display for scanning a plurality of light beams associated with one or more frames of image data, The optical beam is movable and blur software for rendering the simulated optical blur in one or more frames of image data based at least in part on the determined perspective adjustment of the user's eyes.
[0091] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광 빔들의 직경은 2 mm보다 크지 않다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광 빔들의 직경은 0.5 mm보다 크지 않다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 스캐닝된 광 빔이 복수의 사출 동공들을 생성하기 위해서 복제된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 스캐닝된 광 빔이 더 큰 눈 박스를 생성하기 위해서 복제된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 사출 동공들은 스위칭가능하다. [0091] In one or more embodiments, the diameter of the light beams is not greater than 2 mm. In one or more embodiments, the diameter of the light beams is not greater than 0.5 mm. In one or more embodiments, the scanned light beam is replicated to produce a plurality of exit pupils. In one or more embodiments, the scanned light beam is replicated to create a larger eye box. In one or more embodiments, the exit pupils are switchable.
[0092] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법은 사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 복수의 광 빔들을 섬유 스캐닝 디스플레이를 통해 스캐닝하는 단계 ― 이미지 데이터의 프레임들이 사용자에 의해 보여질 때 초점에 맞춰 나타나도록 광 빔의 직경은 0.5 mm보다 크지 않음 ―, 및 상기 사용자 눈들의 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 프레임의 하나 또는 그 초과의 부분들을 블러 소프트웨어를 사용하여 흐리게 하는 단계를 포함한다. [0092] In another embodiment, a method for displaying virtual content includes determining perspective adjustment of user eyes, scanning through a fiber scanning display a plurality of light beams associated with one or more frames of image data, Wherein the diameter of the light beam is not greater than 0.5 mm so that the frames of data appear to be in focus when viewed by the user, and one or more portions of the frame based at least in part on the determined perspective adjustment of the user eyes And blurring using blur software.
[0093] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 사출 동공들이 생성된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광 빔은 단일코어 섬유에 의해 생성된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광 빔은 복수의 사출 동공들을 생성하기 위해 복제된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 사출 동공들은 스위칭가능하다. [0093] In one or more embodiments, a plurality of exit pupils are generated. In one or more embodiments, the light beam is produced by a single core fiber. In one or more embodiments, the light beam is replicated to produce a plurality of exit pupils. In one or more embodiments, the exit pupils are switchable.
[0094] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법은 광 프로젝터들의 번들에 관련해 사용자의 동공의 포지션을 결정하는 단계 ― 상기 광 프로젝터들의 번들은 사용자에게 제공될 이미지의 서브-이미지에 대응함 ―, 및 사용자의 동공의 결정된 포지션에 기초하여, 서브-이미지에 대응하는 광을 사용자의 동공의 부분으로 드라이빙하는 단계를 포함한다. [0094] In another embodiment, a method for displaying virtual content to a user includes determining a position of a user's pupil with respect to a bundle of optical projectors, the bundle of optical projectors corresponding to a sub-image of an image to be presented to a user, And driving the light corresponding to the sub-image to a portion of the pupil of the user, based on the determined position of the user's pupil.
[0095] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은 광 프로젝터들의 다른 번들을 통해 사용자의 동공의 다른 부분에 제공되도록 이미지의 다른 서브-이미지에 대응하는 광을 드라이빙하는 단계를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은 섬유 스캐닝 디스플레이의 하나 또는 그 초과의 번들들의 광 프로젝터들을 사용자의 동공의 하나 또는 그 초과의 부분들과 맵핑하는 단계를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 맵핑은 1:1 맵핑이다. [0095] In one or more embodiments, the method further comprises driving light corresponding to another sub-image of the image to be provided to another portion of the user's pupil through another bundle of light projectors. In one or more embodiments, the method further comprises mapping light projectors of one or more bundles of the fiber scanning display with one or more portions of the user's pupil. In one or more embodiments, the mapping is a 1: 1 mapping.
[0096] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광의 직경은 0.5 mm보다 크지 않다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 번들의 광 프로젝터들은 어그리게이트 파면을 생성한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광 프로젝터들에 의해 생성되는 빔릿들은 이산적인 어그리게이트 파면을 형성한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 빔릿들이 사용자 눈에 동시에 접근할 때, 눈은 망막 상의 동일 스폿에 수렴하도록 빔릿들을 편향시킨다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 사용자 눈은 빔릿들의 슈퍼세트를 수신하고, 빔릿들은 이들이 동공에 관계하는 복수의 각도들에 대응한다. [0096] In one or more embodiments, the diameter of the light is not greater than 0.5 mm. In one or more embodiments, the light projectors of the bundle create an aggregate wavefront. In one or more embodiments, the beamlets produced by the light projectors form a discrete aggregate wavefront. In one or more embodiments, when the beamlets approach the user's eye at the same time, the eye deflects the beamlets to converge to the same spot on the retina. In one or more embodiments, the user eye receives a superset of beamlets, and the beamlets correspond to a plurality of angles with which they are associated with the pupil.
[0097] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 제공하기 위한 광 소스, 및 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 수신하기 위한 광 디스플레이 어셈블리를 포함하고, 광 디스플레이 어셈블리는 서로 이격되어 있는 다수의 사출 동공들에 대응하고, 다수의 사출 동공들은 사용자의 동공으로 광을 송신한다. [0097] In another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes a light source for providing light associated with one or more frames of image data, and light associated with one or more frames of image data An optical display assembly for receiving, the optical display assembly corresponding to a plurality of exit pupils spaced apart from one another, and the plurality of exit pupils transmitting light to a user's pupil.
[0098] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 다수의 사출 동공들은 육방형 격자로 배열된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 다수의 사출 동공들은 정방형 격자로 배열된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 다수의 사출 동공들은 2-차원 어레이로 배열된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 다수의 사출 동공들은 3-차원 어레이로 배열된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 다수의 사출 동공들은 시간-가변 어레이로 배열된다. [0098] In one or more embodiments, a plurality of exit pupils are arranged in a hexagonal lattice. In one or more embodiments, the plurality of exit pupils are arranged in a square lattice. In one or more embodiments, a plurality of exit pupils are arranged in a two-dimensional array. In one or more embodiments, a plurality of exit pupils are arranged in a three-dimensional array. In one or more embodiments, a plurality of exit pupils are arranged in a time-varying array.
[0099] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법은 사출 동공을 형성하기 위해 복수의 광 프로젝터들을 그룹화하는 단계, 제 1 광 패턴을 제 1 사출 동공을 통해서 사용자의 동공의 제 1 부분으로 드라이빙하는 단계, 및 제 2 광 패턴을 제 2 사출 동공을 통해서 사용자의 동공의 제 2 부분으로 드라이빙하는 단계를 포함하고, 제 1 광 패턴 및 제 2 광 패턴은 사용자에게 제공될 이미지의 서브-이미지에 대응하고, 제 1 광 패턴은 제 2 광 패턴과 상이하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은 이산적인 어그리게이트 파면을 생성하는 단계를 더 포함한다. [0099] In one or more embodiments, a method for displaying virtual content to a user includes grouping a plurality of light projectors to form an exit pupil, grouping the first light pattern into a pupil of the user through the first exit pupil Driving to a first portion and driving a second light pattern through a second exit pupil to a second portion of the user's pupil, wherein the first light pattern and the second light pattern are transmitted to the user Image, and the first light pattern is different from the second light pattern. In one or more embodiments, the method further comprises generating a discrete aggregate wavefront.
[00100] 또 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법은 광 디스플레이 어셈블리에 관련해서 사용자의 동공의 위치를 결정하는 단계, 및 동공의 결정된 위치 주위의 제한된 눈 박스에 적어도 부분적으로 기초하여 광을 동공으로 수렴시키기 위한 초점을 계산하는 단계를 포함한다. [00100] In yet another embodiment, a method for displaying virtual content to a user includes determining a position of a user ' s pupil relative to an optical display assembly, and determining a position of the user ' s pupil based at least in part on a limited eye box around the determined position of the pupil And calculating a focus for converging to the pupil.
[00101] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광의 직경은 0.5 mm보다 크지 않다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은 이산적인 어그리게이트 파면을 생성하는 단계를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은 원하는 어그리게이트 파면의 곡률 반경의 중심에 적어도 부분적으로 기초하여 복수의 이산적인 이웃하는 시준된 광 빔들을 어그리게이팅하는 단계를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은 사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계를 더 포함하고, 초점은 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 계산된다.[00101] In one or more embodiments, the diameter of the light is not greater than 0.5 mm. In one or more embodiments, the method further comprises generating a discrete aggregate wavefront. In one or more embodiments, the method further comprises agagating a plurality of discrete neighboring collimated light beams based at least in part on a center of curvature radius of the desired aggregate wavefront. In one or more embodiments, the method further comprises determining perspective adjustment of the user eyes, and the focus is calculated based at least in part on the determined perspective adjustment.
[00102] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은 초점에서 벗어난 광 빔을 생성하도록 복수의 빔릿들의 광의 각도 궤적을 선택하는 단계를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 빔릿들이 사용자에게 제공될 이미지 데이터의 픽셀을 나타낸다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 빔릿들은 복수의 입사 각도로 눈에 도달한다.[00102] In one or more embodiments, the method further comprises selecting an angular trajectory of the light of the plurality of beamlets to produce an out-of-focus light beam. In one or more embodiments, a plurality of beamlets represent pixels of image data to be provided to a user. In one or more embodiments, the beamlets reach the eye at a plurality of incidence angles.
[00103] 또 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은 사용자에게 제공될 이미지의 하나 또는 그 초과의 부분들을 제공하기 위한 이미지 생성 소스, 및 이미지의 하나 또는 그 초과의 부분들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 복수의 마이크로프로젝터들을 포함하고, 마이크로프로젝터들은 사용자의 동공에 면하는 방식으로 포지셔닝되고, 복수의 마이크로프로젝터들 중 일 마이크로프로젝터는 서브-이미지의 부분을 나타내는 광선들의 세트를 프로젝팅하도록 구성되며, 광선들의 세트는 사용자의 동공의 부분으로 프로젝팅된다.[00103] In another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes an image generation source for providing one or more portions of an image to be presented to a user, and a light associated with one or more portions of the image Wherein the microprojectors are positioned in such a way that they face the pupil of the user and one of the plurality of microprojectors projects a set of rays representing a portion of the sub- And a set of rays is projected to a portion of the user's pupil.
[00104] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 사용자의 동공의 제 1 부분은 복수의 마이크로프로젝터들로부터 광선들을 수신한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 복수의 마이크로프로젝터들로부터의 광을 사용자의 동공의 하나 또는 그 초과의 부분들로 반사시키기 위한 반사 표면을 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 반사 표면은 사용자가 반사 표면을 통해 실세계를 볼 수 있게 하는 방식으로 포지셔닝된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광의 직경은 0.5 mm보다 크지 않다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 이산적인 어그리게이트 파면을 더 포함한다.[00104] In one or more embodiments, a first portion of a user's pupil receives light rays from a plurality of microprojectors. In one or more embodiments, the system further comprises a reflective surface for reflecting light from the plurality of microprojectors to one or more portions of the user ' s pupil. In one or more embodiments, the reflective surface is positioned in a manner that allows the user to view the real world through the reflective surface. In one or more embodiments, the diameter of the light is not greater than 0.5 mm. In one or more embodiments, the system further includes a discrete aggregate wavefront.
[00105] 다른 실시예에서, 시스템은 사용자의 동공의 위치를 결정하기 위한 프로세서, 및 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 SLM들(spatial light modulators)의 어레이를 포함하고, SLM들의 어레이는 사용자의 동공의 결정된 위치에 적어도 부분적으로 기초하여 포지셔닝되며, SLM들의 어레이는 사용자에 의해 보여질 때 명시야를 생성한다.[00105] In another embodiment, the system includes a processor for determining a position of a user's pupil, and an array of spatial light modulators (SLMs) for projecting light associated with one or more frames of image data, The array of SLMs is positioned based at least in part on the determined location of the user's pupil, and the array of SLMs produces a bright field when viewed by a user.
[00106] 다른 양상에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지 생성 소스, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광선들을 선택적으로 송신하도록 구성된 제 1 SLM(spatial light modulator), 제 1 SLM과 관련하여 포지셔닝된 제 2 SLM ― 제 2 SLM은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광선들을 선택적으로 송신하도록 또한 구성됨 ―, 및 송신된 광선들이 사용자에 의해 보여질 때 명시야가 생성되게 하는 방식으로 제 1 및 제 2 SLM들을 제어하기 위한 프로세서를 포함한다.[00106] In another aspect, a system for displaying virtual content to a user includes an image generation source for providing one or more frames of image data, a plurality of frames configured to selectively transmit beams of light associated with one or more frames of image data A second SLM-second SLM positioned with respect to the first SLM is also configured to selectively transmit the light beams associated with one or more frames of image data, And a processor for controlling the first and second SLMs in such a way that a light field is generated when viewed by a user.
[00107] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 사용자 눈들의 원근조절을 결정하기 위한 원근조절 추적 모듈을 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, SLM은 LCD이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, LCD는 약화된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, LCD는 송신된 광의 편광을 회전시킨다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, SLM은 DMD이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, DMD는 하나 또는 그 초과의 렌즈들에 결합된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, SLM은 MEMs 어레이이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, MEMs 어레이는 슬라이딩 MEMs 셔터들의 어레이를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, MEMs 어레이는 Pixtronics® MEMs array이다.[00107] In one or more embodiments, the system further comprises a perspective adjustment tracking module for determining perspective adjustment of the user's eyes. In one or more embodiments, the SLM is an LCD. In one or more embodiments, the LCD is weakened. In one or more embodiments, the LCD rotates the polarization of the transmitted light. In one or more embodiments, the SLM is a DMD. In one or more embodiments, the DMD is coupled to one or more lenses. In one or more embodiments, the SLM is a MEMs array. In one or more embodiments, the MEMs array includes an array of sliding MEMs shutters. In one or more embodiments, the MEMs array is a Pixtronics® MEMs array.
[00108] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은 사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 복수의 광학 섬유들을 포함하고, 복수의 광학 섬유들 중 일 광학 섬유는 렌즈에 결합되고, 렌즈는 스캐닝 섬유에 의해 프로젝팅되는 광 빔의 직경을 변경하도록 구성되고, 렌즈는 그레디언트 굴절률을 포함한다.[00108] In another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes a plurality of optical fibers for projecting light associated with one or more frames of image data to be presented to a user, The medium optical fiber is coupled to the lens and the lens is configured to change the diameter of the light beam projected by the scanning fiber, and the lens comprises a gradient index of refraction.
[00109] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 렌즈는 GRIN 렌즈이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 렌즈는 광 빔들을 시준한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 섬유를 스캐닝하기 위해서 복수의 광학 섬유들 중 일 광학 섬유에 결합되는 액츄에이터를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 액츄에이터는 압전 액츄에이터이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 섬유의 단부는 렌징 효과를 생성하기 위해서 각도를 이루어 폴리싱된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 섬유의 단부는 렌징 효과를 생성하기 위해서 용해된다.[00109] In one or more embodiments, the lens is a GRIN lens. In one or more embodiments, the lens collimates the light beams. In one or more embodiments, the system further comprises an actuator coupled to one of the plurality of optical fibers for scanning the fiber. In one or more embodiments, the actuator is a piezoelectric actuator. In one or more embodiments, the ends of the optical fibers are polished at an angle to create a lengthening effect. In one or more embodiments, the ends of the optical fibers are dissolved to produce a lengthening effect.
[00110] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하는 단계 ― 광은 복수의 광학 섬유들을 통해 프로젝팅됨 ―, 복수의 광학 섬유들을 통해 프로젝팅되는 광을 렌즈를 통해 수정하는 단계 ― 렌즈는 복수의 광학 섬유들의 팁에 결합됨 ―, 및 수정된 광을 사용자에게 전달하는 단계를 포함한다.[00110] In one or more embodiments, a method for displaying virtual content to a user includes projecting light associated with one or more frames of image data, wherein the light is projected through a plurality of optical fibers, Modifying the light projected through the plurality of optical fibers through the lens, the lens being coupled to the tip of the plurality of optical fibers, and delivering the modified light to the user.
[00111] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 멀티플렉싱하기 위해서 복수의 섬유들을 포함하는 다중코어 어셈블리, 및 광 패턴들을 수신하고, 제 1 뷰잉 존이 단지 이미지의 제 1 부분과 연관된 광만을 수신하고 제 2 뷰잉 존이 단지 이미지의 제 2 부분과 연관된 광만을 수신하도록 광 패턴들을 송신하기 위한 도파관을 포함하고, 제 1 및 제 2 뷰잉 존들은 0.5 mm보다 크지 않다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 이미지 데이터의 프레임들의 하나 또는 그 초과의 부분들을 흐리게 하기 위한 블러 소프트웨어를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 사용자 눈들의 원근조절을 결정하기 위한 원근조절 모듈을 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도파관은 중간 뷰잉 광학이 없이 직접 사용자 눈에 광을 프로젝팅한다.[00111] In one or more embodiments, a system for displaying virtual content includes a multi-core assembly including a plurality of fibers for multiplexing light associated with one or more frames of image data, And a waveguide for transmitting the light patterns such that the first viewing zone only receives the light associated with the first portion of the image and the second viewing zone only receives the light associated with the second portion of the image, The second viewing zones are not greater than 0.5 mm. In one or more embodiments, the system further comprises blur software for blurring one or more portions of frames of image data. In one or more embodiments, the system further comprises a perspective adjustment module for determining perspective adjustment of the user's eyes. In one or more embodiments, the waveguide projects light directly to the user's eye without intermediate viewing optics.
[00112] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 멀티플렉싱하기 위해서 복수의 섬유들을 포함하는 다중코어 어셈블리, 광 패턴들을 수신하고, 제 1 뷰잉 존이 단지 이미지의 제 1 부분과 연관된 광만을 수신하고 제 2 뷰잉 존이 단지 이미지의 제 2 부분과 연관된 광만을 수신하도록 광 패턴들을 송신하기 위한 도파관 ― 제 1 및 제 2 뷰잉 존들은 0.5 mm보다 크지 않음 ―, 및 제 1 및 제 2 뷰잉 존들로의 송신되는 광 빔들을 수정하기 위해서 도파관에 결합되는 광학 어셈블리를 포함한다.[00112] In one or more embodiments, the system includes a multi-core assembly that includes a plurality of fibers for multiplexing light associated with one or more frames of image data, optical patterns, and a first viewing zone The waveguides for receiving only light associated with the first portion of the image and transmitting the light patterns such that the second viewing zone only receives light associated with the second portion of the image-first and second viewing zones are not greater than 0.5 mm And an optical assembly coupled to the waveguide for modifying the optical beams to be transmitted to the first and second viewing zones.
[00113] 복수의 섬유들은 광을 단일 도파관 어레이로 프로젝팅한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 다중코어 어셈블리는 스캐닝된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시간-가변 광 필드가 생성된다. 광학 어셈블리는 DOE 엘리먼트이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 어셈블리는 LC 층이다.[00113] The plurality of fibers project light into a single waveguide array. In one or more embodiments, the multiple core assembly is scanned. In one or more embodiments, a time-varying optical field is generated. The optical assembly is a DOE element. In one or more embodiments, the optical assembly is an LC layer.
[00114] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 다중코어 어셈블리를 통해 프로젝팅하는 단계 ― 다중코어 어셈블리는 복수의 광학 섬유들을 포함함 ―, 및 사용자의 동공의 제 1 부분이 이미지의 제 1 부분과 연관된 광을 수신하고 사용자의 동공의 제 2 부분이 이미지의 제 2 부분과 연관된 광을 수신하도록, 프로젝팅된 광을 도파관을 통해 전달하는 단계를 포함한다.[00114] In one or more embodiments, the method includes projecting light associated with one or more frames of image data through a multi-core assembly, wherein the multi-core assembly includes a plurality of optical fibers, and Passing the projected light through a waveguide such that a first portion of a user's pupil receives light associated with a first portion of the image and a second portion of a user's pupil receives light associated with a second portion of the image .
[00115] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 및 제 2 부분들의 직경은 0.5 mm보다 크지 않다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 광학 섬유들은 단일 도파관 어레이로 광을 프로젝팅한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 다중코어 어셈블리는 스캐닝된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도파관은 복수의 반사기들을 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 반사기들의 각도는 가변적이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학들의 세트가 제 1 및 제 2 뷰잉 존들에 전달되는 광을 수정한다. 광학들의 세트는 DOE 엘리먼트이다. 광학들의 세트는 자유형 광학이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학들의 세트는 LC 층이다.[00115] In one or more embodiments, the diameters of the first and second portions are not greater than 0.5 mm. In one or more embodiments, the plurality of optical fibers project light into a single waveguide array. In one or more embodiments, the multiple core assembly is scanned. In one or more embodiments, the waveguide comprises a plurality of reflectors. In one or more embodiments, the angle of the reflectors is variable. In one or more embodiments, a set of optics modifies light transmitted to the first and second viewing zones. The set of optics is a DOE element. The set of optics is free-form optics. In one or more embodiments, the set of optics is an LC layer.
[00116] 한 양상에서는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 마이크로프로젝터들의 어레이를 포함하고, 마이크로프로젝터들의 어레이는 사용자의 동공의 위치에 관련해서 포지셔닝되고, 광이 사용자의 동공으로 프로젝팅된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서는, 제 407 항의 섬유 스캐닝 디스플레이에서, 제 1 및 제 2 광 빔들이 겹친다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서는, 제 407 항의 섬유 스캐닝 디스플레이에서, 제 1 및 제 2 광 빔들이 폴리싱되는 번들링된 섬유의 임계 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 편향된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서는, 제 407 항의 섬유 스캐닝 디스플레이에서, 폴리싱되는 번들링된 섬유들은 디스플레이의 해상도를 증가시키기 위해서 사용된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 폴리싱되는 번들링된 섬유들은 명시야를 생성하기 위해서 사용된다.[00116] In one aspect, in one or more embodiments, the system includes an array of microprojectors for projecting light associated with one or more frames of image data to be presented to a user, Is positioned relative to the position of the user ' s pupil, and light is projected into the pupil of the user. In one or more embodiments, in the fiber scanning display of claim 407, the first and second light beams overlap. In one or more embodiments, in the fiber scanning display of paragraph 407, the first and second light beams are deflected based at least in part on the critical angle of the bundled fiber being polished. In one or more embodiments, in the fiber scanning display of paragraph 407, the polished bundled fibers are used to increase the resolution of the display. In one or more embodiments, the polished bundled fibers are used to create a bright field.
[00117] 다른 실시예에서, 시스템은 사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 마이크로프로젝터들의 어레이 ― 마이크로프로젝터들의 어레이는 사용자의 동공의 위치에 관련해서 포지셔닝되고, 광이 사용자의 동공으로 프로젝팅됨 ―, 및 사용자의 동공으로 프로젝팅되는 광을 수정하기 위해서 마이크로프로젝터들의 어레이에 결합되는 광학 엘리먼트를 포함한다.[00117] In another embodiment, the system includes an array of microprojectors for projecting light associated with one or more frames of image data to be presented to a user, the array of microprojectors being positioned relative to a position of the user ' s pupil, Wherein the light is projected into the user ' s pupil, and an optical element coupled to the array of microprojectors to modify the light projected into the user ' s pupil.
[00118] 또 다른 실시예에서, 시스템은 광 빔들을 송신하기 위한 복수의 다중코어 섬유들 ― 복수의 빔들은 함께 결합됨 ―, 및 복수의 다중코어 섬유들을 함께 번들링하기 위한 결합 엘리먼트를 포함하고, 다중코어 섬유들의 번들은, 번들링된 섬유들의 제 1 섬유로부터 송신된 제 1 광 빔이 제 1 경로 길이를 갖고 번들링된 섬유들의 제 2 섬유로부터 송신된 제 2 광 빔이 제 2 경로 길이를 갖도록 섬유의 종축에 관련해서 임계 각도로 폴리싱되고, 제 1 경로 길이는 제 1 광 빔이 제 2 광 빔에 관련해서 이위상되게 제 2 경로 길이와 상이하다.[00118] In yet another embodiment, the system includes a plurality of multicore fibers for transmitting light beams, the plurality of beams coupled together, and a coupling element for bundling the plurality of multicore fibers together, Bundles of the bundled fibers are arranged such that the first light beam transmitted from the first fiber of bundled fibers has a first path length and the second light beam transmitted from the second fiber of bundled fibers has a second path length, And the first path length is different from the second path length such that the first light beam is in phase with respect to the second light beam.
[00119] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 및 제 2 광 빔들은 겹친다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 및 제 2 광 빔은 폴리싱되는 번들링된 섬유의 임계 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 편향된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 폴리싱되는 번들링된 섬유들은 디스플레이의 해상도를 증가시키기 위해서 사용된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 폴리싱되는 번들링된 섬유들은 명시야를 생성하기 위해서 사용된다.[00119] In one or more embodiments, the first and second light beams overlap. In one or more embodiments, the first and second light beams are deflected based at least in part on a critical angle of the bundled fiber being polished. In one or more embodiments, the polished bundled fibers are used to increase the resolution of the display. In one or more embodiments, the polished bundled fibers are used to create a bright field.
[00120] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지-생성 소스, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광 빔들을 송신하기 위한 복수의 광학 섬유들, 및 광학 섬유들로부터 시준된 광을 수신하고 광 빔들을 사용자 눈에 전달하기 위해서 복수의 광학 섬유들에 결합되는 광학 엘리먼트를 포함하고, 광 빔들은, 제 1 광 빔이 제 1 각도로 사용자 눈의 부분에 전달되고 제 2 광 빔이 제 2 각도로 사용자 눈의 동일 부분에 전달되도록, 사용자 눈에 복수의 각도들로 전달되며, 제 1 각도는 제 2 각도와 상이하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 엘리먼트는 도파관이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 광학 섬유들을 통한 광의 송신을 변조하기 위한 위상 변조기를 더 포함한다.[00120] In another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes an image-generating source for providing one or more frames of image data, a light source for transmitting light beams associated with one or more frames of image data And an optical element coupled to the plurality of optical fibers for receiving the collimated light from the optical fibers and delivering the light beams to the user's eye, the light beams having a first light beam Is transmitted to the user's eye at a plurality of angles such that the second light beam is transmitted to the portion of the user's eye at a first angle and the second light beam is transmitted to the same portion of the user's eye at a second angle, . In one or more embodiments, the optical element is a waveguide. In one or more embodiments, the system further comprises a phase modulator for modulating the transmission of light through the optical fibers.
[00121] 또 다른 실시예에서, 방법은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하는 단계, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광 빔들을 복수의 광학 섬유들을 통해 송신하는 단계, 및 광 빔들을 복수의 각도들로 사용자 눈들에 전달하는 단계를 포함한다.[00121] In yet another embodiment, a method includes providing one or more frames of image data, transmitting light beams associated with one or more frames of image data through a plurality of optical fibers, To the user's eyes at a plurality of angles.
[00122] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은 복수의 광학 섬유들의 위상 지연을 변조하는 단계를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은 복수의 광학 섬유들에 광학 엘리먼트를 결합하는 단계를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 엘리먼트는 도파관이다. 광학 엘리먼트는 자유형 광학이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 엘리먼트는 DOE이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 엘리먼트는 도파관이다.[00122] In one or more embodiments, the method further comprises modulating the phase delay of the plurality of optical fibers. In one or more embodiments, the method further comprises coupling the optical element to a plurality of optical fibers. In one or more embodiments, the optical element is a waveguide. The optical element is free-form optics. In one or more embodiments, the optical element is a DOE. In one or more embodiments, the optical element is a waveguide.
[00123] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 현실 디스플레이 시스템은 사용자에게 제공될 하나 또는 그 초과의 이미지들과 연관된 광 빔들을 생성하기 위한 복수의 광학 섬유들, 및 광 빔들을 변조하기 위해서 복수의 광학 섬유들에 결합되는 복수의 위상 변조기들을 포함하고, 복수의 위상 변조기들은 복수의 광 빔들의 결과로서 생성되는 파면에 영향을 주는 방식으로 광을 변조한다.[00123] In one or more embodiments, the virtual reality display system includes a plurality of optical fibers for generating light beams associated with one or more images to be presented to a user, and a plurality of optical components for modulating the light beams, A plurality of phase modulators coupled to the fibers, wherein the plurality of phase modulators modulate the light in a manner that affects the resulting wavefront of the plurality of light beams.
[00124] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 광학 섬유들은 하나 또는 그 초과의 각도들로 편향된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 광학 섬유들 중 일 광학 섬유는 GRIN 렌즈에 결합된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 광학 섬유들은 광학 섬유들을 스캐닝하도록 물리적으로 작동된다.[00124] In one or more embodiments, one or more of the optical fibers are deflected at one or more angles. In one or more embodiments, one of the plurality of optical fibers is coupled to a GRIN lens. In one or more embodiments, the plurality of optical fibers are physically actuated to scan the optical fibers.
[00125] 또 다른 양상에서, 방법은 사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하는 단계, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 복수의 광학 섬유들을 통해 프로젝팅하는 단계, 및 복수의 광학 섬유들에 의해 생성되는 어그리게이트 파면에 영향을 주는 방식으로 복수의 광학 섬유들에 의해 프로젝팅되는 광을 복수의 위상 변조기들을 통해 변조하는 단계를 포함한다.[00125] In another aspect, a method includes providing one or more frames of image data to be presented to a user, projecting light associated with one or more frames of image data through a plurality of optical fibers, And modulating light projected by the plurality of optical fibers through a plurality of phase modulators in a manner that affects an aggregate wavefront generated by the plurality of optical fibers.
[00126] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 광학 섬유들에 의해 프로젝팅되는 광이 하나 또는 그 초과의 각도들로 편향된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 광학 섬유들이 GRIN 렌즈에 결합된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 방법은 광학 광 빔들을 스캐닝하는 단계를 더 포함하고, 복수의 광학 섬유들은 광학 섬유들을 스캐닝하도록 물리적으로 작동된다.[00126] In one or more embodiments, light projected by one or more optical fibers is deflected at one or more angles. In one or more embodiments, one or more optical fibers are coupled to the GRIN lens. In one or more embodiments, the method further comprises scanning the optical light beams, wherein the plurality of optical fibers are physically actuated to scan the optical fibers.
[00127] 다른 양상에서, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템은, 사용자에게 제공될 이미지와 연관된 광 빔들을 송신하기 위한 광학 섬유들의 어레이, 및 단일 노달 포인트를 통해서 광학 섬유들의 어레이에 의해 출력되는 복수의 광 빔들을 편향시키기 위해 광학 섬유들의 어레이에 결합되는 렌즈를 포함하고, 렌즈는 광학 섬유의 이동이 렌즈로 하여금 이동하게 하기 위해서 광학 섬유들에 물리적으로 부착되고, 단일 노달 포인트는 스캐닝된다.[00127] In another aspect, a system for displaying virtual content includes an array of optical fibers for transmitting light beams associated with an image to be presented to a user, and a plurality of light beams output by an array of optical fibers through a single nodal point A lens coupled to the array of optical fibers for deflecting, wherein the lens is physically attached to the optical fibers to cause movement of the optical fiber to cause the lens to move, and a single nodal point is scanned.
[00128] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 섬유들의 어레이에 의해 출력되는 광 빔들은 사용자에게 제공될 이미지의 픽셀을 나타낸다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 렌즈는 GRIN 렌즈이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 섬유들의 어레이는 명시야를 디스플레이하기 위해서 사용된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 섬유들의 다른 어레이에 의해 출력되는 광 빔들의 다른 세트는 사용자에게 제공될 이미지의 다른 픽셀을 나타낸다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 섬유들의 다수의 어레이들은 사용자에게 제공될 이미지의 픽셀을 나타내도록 결합된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 섬유들의 어레이는 사용자의 동공의 미리 결정된 부분에 광 빔들을 전달하도록 구성된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 출력되는 광 빔들은 발산하고 있다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 출력되는 광 빔들은 수렴하고 있다.[00128] In one or more embodiments, the light beams output by the array of optical fibers represent pixels of an image to be provided to a user. In one or more embodiments, the lens is a GRIN lens. In one or more embodiments, an array of optical fibers is used to display a bright field. In one or more embodiments, another set of light beams output by another array of optical fibers represents another pixel of the image to be provided to the user. In one or more embodiments, multiple arrays of optical fibers are combined to represent a pixel of an image to be provided to a user. In one or more embodiments, the array of optical fibers is configured to transmit light beams to a predetermined portion of a user's pupil. In one or more embodiments, the output light beams are diverging. In one or more embodiments, the output light beams are converging.
[00129] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 출력되는 광 빔들의 애퍼처 수는 개별 광학 섬유들에 의해 송신되는 광 빔들과 관련해서 증가된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 증가되는 애퍼처 수는 더 높은 해상도를 허용한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 섬유들의 어레이는, 제 1 광학 섬유를 통해 이동하는 제 1 광 빔의 경로 길이가 제 2 광학 섬유를 통해 이동하는 제 2 광 빔의 경로 길이와 상이함으로써 사용자 눈에 전달되는 광 빔들의 복수의 초점 길이들을 허용하게 하는 방식으로, 베벨링된다.[00129] In one or more embodiments, the aperture number of the output light beams is increased with respect to the light beams transmitted by the individual optical fibers. In one or more embodiments, the increased aperture number allows higher resolution. In one or more embodiments, the array of optical fibers is configured such that the path length of the first light beam traveling through the first optical fiber is different from the path length of the second light beam traveling through the second optical fiber In a manner that allows a plurality of focal lengths of the light beams transmitted to the user's eyes.
[00130] 다른 양상에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 마이크로프로젝터들의 어레이 ― 마이크로프로젝터들의 어레이의 하나 또는 그 초과의 마이크로프로젝터들은 프로젝팅된 광이 편향되게 하는 각도로 폴리싱되고, 폴리싱된 각도는 광학 엘리먼트와 관련해서 마이크로프로젝터들의 어레이의 제 1 및 제 2 마이크로프로젝터들 사이에 경로 길이 차이들을 야기함 ―, 및 편향된 광 빔들을 수신하고 편향된 광 빔들을 적어도 하나의 축으로 스캐닝하기 위한 광 스캐너를 포함한다.[00130] In another aspect, a system for displaying virtual content to a user includes: an array of microprojectors for projecting light associated with one or more frames of image data, the array of microprojectors - one or more microprojectors Are polished at an angle to cause the projected light to be deflected and the polished angle causes path length differences between the first and second microprojectors of the array of microprojectors with respect to the optical element, And a light scanner for scanning the deflected light beams onto at least one axis.
[00131] 또 다른 양상에서, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템은, 프레임, 프레임에 의해서 운반되며, 프레임이 사용자에 의해 착용될 때 사용자의 적어도 하나의 눈 앞에 포지셔닝가능한 마이크로프로젝터들의 어레이, 및 마이크로프로젝터들에 이미지 정보를 제공하기 위해서 마이크로프로젝터들의 어레이에 통신가능하게 결합되는 로컬 제어기를 포함하고, 로컬 제어기는 적어도 하나의 프로세서, 및 적어도 하나의 프로세서에 통신가능하게 결합된 적어도 하나의 비일시적 프로세서 판독가능 매체들을 포함하고, 적어도 하나의 비일시적 프로세서 판독가능 매체들은, 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 적어도 하나의 프로세서로 하여금 데이터를 프로세싱, 캐싱 및 저장하는 것 중 적어도 하나를 행하고 그리고 사용자에 대한 가상 또는 증강 현실 가시적 경험 중 적어도 하나를 생성하기 위해 이미지 정보를 마이크로프로젝터들에 제공하게 하는 프로세서-실행가능 명령들 또는 데이터 중 적어도 하나를 저장한다.[00131] In another aspect, a system for providing at least one of a virtual or augmented reality experience to a user includes a microprocessor that is carried by a frame, a frame, and is capable of being positioned in front of at least one eye of a user when the frame is worn by a user And a local controller communicatively coupled to the array of microprojectors to provide image information to the microprojectors, wherein the local controller includes at least one processor, and at least one processor communicatively coupled to the at least one processor, At least one non-volatile processor readable medium having at least one processor configured to perform at least one of processing, caching, and storing data when executed by at least one processor Do At least one of processor-executable instructions or data that causes the microprojectors to provide image information to generate at least one of a virtual or augmented reality visual experience for a user.
[00132] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 프레임에 의해 지지되고, 프레임이 사용자에 의해 착용될 때 광을 마이크로프로젝터들로부터 사용자의 적어도 하나의 눈 쪽으로 지향시키도록 배향되는 적어도 하나의 반사기를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 마이크로프로젝터들은 복수의 스캐닝 섬유 디스플레이들의 개별 스캐닝 섬유 디스플레이를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 스캐닝 섬유 디스플레이들 각각은 자신의 원위 팁에 개별 시준 렌즈를 갖는다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 개별 시준 렌즈는 그레디언트 굴절률(GRIN) 렌즈이다.[00132] In one or more embodiments, the system includes at least one reflector supported by the frame and oriented to direct light from the microprojectors toward at least one eye of the user when the frame is worn by the user . In one or more embodiments, the micro projectors comprise a separate scanning fiber display of a plurality of scanning fiber displays. In one or more embodiments, each of the scanning fiber displays has an individual collimating lens at its distal tip. In one or more embodiments, the individual collimating lens is a gradient refractive index (GRIN) lens.
[00133] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 개별 시준 렌즈는 곡선형 렌즈이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 개별 시준 렌즈는 개별 스캐닝 섬유 디스플레이의 원위 팁에 융합된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 스캐닝 섬유 디스플레이들은 자신의 원위 팁에서 개별 회절 렌즈를 갖는다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 스캐닝 섬유 디스플레이들 각각은 자신의 원위 팁에 개별 분산기를 갖는다.[00133] In one or more embodiments, the individual collimating lens is a curved lens. In one or more embodiments, the individual collimating lens is fused to a distal tip of an individual scanning fiber display. In one or more embodiments, the scanning fiber displays have individual diffractive lenses at their distal tip. In one or more embodiments, each of the scanning fiber displays has an individual disperser at its distal tip.
[00134] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 분산기는 개별 원위 팁으로 에칭된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 스캐닝 섬유 디스플레이들 각각은 자신의 원위 팁에 개별 렌즈를 갖고, 렌즈는 자극에 대한 응답으로 자유롭게 진동하도록 충분한 거리만큼 원위 팁으로부터 연장한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 스캐닝 섬유 디스플레이들 각각은 자신의 원위 팁에 개별 반사기를 갖고, 반사기는 자극에 대한 응답으로 자유롭게 진동하도록 충분한 거리만큼 원위 팁으로부터 연장한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 스캐닝 섬유 디스플레이들 각각은 개별 단일 모드 광학 섬유를 포함한다.[00134] In one or more embodiments, the disperser is etched into individual distal tips. In one or more embodiments, each of the scanning fiber displays has an individual lens at its distal tip, and the lens extends from the distal tip by a sufficient distance to oscillate freely in response to stimulation. In one or more embodiments, each of the scanning fiber displays has a separate reflector at its distal tip, and the reflector extends from the distal tip by a sufficient distance to vibrate freely in response to stimulation. In one or more embodiments, each of the scanning fiber displays comprises discrete single mode optical fibers.
[00135] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 스캐닝 섬유 디스플레이들 각각은 적어도 단일 모드 광학 섬유의 원위 팁을 이동시키도록 결합되는 개별 기계 트랜스듀서를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 개별 기계 트랜스듀서들은 각각의 압전 액츄에이터들이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 단일 모드 광학 섬유들 각각은 원위 팁을 갖고, 원위 팁들은 반구형 렌즈 형상을 갖는다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 단일 모드 광학 섬유들 각각은 원위 팁을 갖고, 원위 팁들은 자신들에 부착된 굴절 렌즈를 갖는다.[00135] In one or more embodiments, each of the scanning fiber displays includes an individual machine transducer coupled to move at least a distal tip of the single mode optical fiber. In one or more embodiments, the individual machine transducers are respective piezoelectric actuators. In one or more embodiments, each of the single mode optical fibers has a distal tip and the distal tips have a hemispherical lens shape. In one or more embodiments, each of the single mode optical fibers has a distal tip and the distal tips have a refractive lens attached to them.
[00136] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 복수의 단일 모드 광학 섬유들을 함께 유지하는 투명 홀더 기판을 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 투명 홀더 기판은 단일 모드 광학 섬유들의 클래딩의 굴절률에 적어도 대략 매칭하는 굴절률을 갖는다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 투명 홀더 기판은 공통 스폿 쪽으로 각각 각도를 이루는 복수의 단일 모드 광학 섬유들을 유지한다.[00136] In one or more embodiments, the system further comprises a transparent holder substrate that holds the plurality of single mode optical fibers together. In one or more embodiments, the transparent holder substrate has a refractive index that at least approximately matches the refractive index of the cladding of the single mode optical fibers. In one or more embodiments, the transparent holder substrate holds a plurality of single mode optical fibers each angled toward a common spot.
[00137] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 복수의 단일 모드 광학 섬유들을 일제히 이동시키도록 결합되는 적어도 하나의 기계 트랜스듀서를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 하나의 기계 트랜스듀서는 복수의 단일 모드 광학 섬유들의 기계 공진 주파수에서 복수의 단일 모드 광학 섬유들을 진동시키고, 복수의 단일 모드 광학 섬유들의 부분들은 투명 홀더 기판으로부터 캔틸레버된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 마크로프로젝터들은 복수의 평판 도파관들의 개별 도파관을 포함하고, 평판 도파관들 각각의 부분은 홀더 기판으로부터 캔틸레버되어 연장한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 복수의 평판 도파관들을 일제히 이동시키기 위해 결합된 적어도 하나의 기계 트랜스듀서를 더 포함한다.[00137] In one or more embodiments, the system further includes at least one machine transducer coupled to move a plurality of single mode optical fibers together. In one or more embodiments, at least one mechanical transducer vibrates a plurality of single mode optical fibers at a machine resonant frequency of the plurality of single mode optical fibers, As shown in FIG. In one or more embodiments, the macro projectors include individual waveguides of a plurality of planar waveguides, and portions of each of the planar waveguides extend cantilevered from the holder substrate. In one or more embodiments, the system further comprises at least one machine transducer coupled to move a plurality of the planar waveguides together.
[00138] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 하나의 기계 트랜스듀서는 평판 도파관들의 기계 공진 주파수에서 홀더 기판을 진동시킨다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 마이크로프로젝터들은 홀더 기판에 대해서 평판 도파관들의 개별 도파관을 이동시키도록 결합되는 복수의 압전 액츄에이터들의 압전 액츄에이터들을 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 평판 도파관들 각각은 평판 도파관의 개별 길이를 따라 내부 전반사 경로를 정의하고, 평판 도파관들은 개별 내부 전반사 경로 외부로 광을 전파하도록 동작가능한 복수의 전자적으로 스위칭가능한 DOE들(diffractive optical elements)의 개별 DOE들을 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 마이크로프로젝터들의 어레이는 광학 섬유들의 어레이를 포함하고, 광학 섬유들 각각은 원위 팁 및 적어도 하나의 베벨 에지를 갖는다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 하나의 베벨 에지는 원위 팁에 있고, 원위 팁은 폴리싱된 원위 팁이다.[00138] In one or more embodiments, the at least one mechanical transducer oscillates the holder substrate at the machine resonant frequency of the plate waveguides. In one or more embodiments, the microprojectors comprise piezoelectric actuators of a plurality of piezoelectric actuators coupled to move the individual waveguides of the planar waveguides relative to the holder substrate. In one or more embodiments, each of the planar waveguides defines an internal total reflection path along a respective length of the planar waveguide, and the planar waveguides define a plurality of electronically switchable And individual DOEs of diffractive optical elements (DOEs). In one or more embodiments, the array of microprojectors comprises an array of optical fibers, each of the optical fibers having a distal tip and at least one beveled edge. In one or more embodiments, the at least one beveled edge is at a distal tip, and the distal tip is a polished distal tip.
[00139] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 섬유들 각각은 자신의 개별 원위 팁에 반사 표면을 갖는다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 원위 팁은 개별 광학 섬유의 종축에 대해 정의된 임계 각도로 원위 팁에 있는 출력 에지를 갖는다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 정의된 임계 각도는 개별 광학 섬유의 종축에 대해 대략 사십오(45)°이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 광학 섬유들의 원위 단부들을 나가는 광의 광학 경로에서 광의 복수의 빔들을 수신하기 위한 포커싱 렌즈를 더 포함하고, 빔들은 서로 이위상이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, X-Z 데카르트 좌표계에서 적어도 하나의 광학 섬유에 의해 방출되는 광을 이동시키기 위해서, X-Y 데카르트 좌표계에서 광학 섬유들 중 적어도 하나를 이동시키도록 결합되는 적어도 하나의 트랜스듀서를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 하나의 트랜스듀서는 캔틸레버되는 부분들이 연장하는 방향에 직교하는 방향으로 광학 섬유들의 캔틸레버된 부분을 공진시키는 제 1 압전 액츄에이터이다.[00139] In one or more embodiments, each of the optical fibers has a reflective surface at its respective distal tip. In one or more embodiments, the distal tip has an output edge at the distal tip at a critical angle defined relative to the longitudinal axis of the discrete optical fiber. In one or more embodiments, the defined critical angle is approximately 45 degrees (45) degrees relative to the longitudinal axis of the individual optical fibers. In one or more embodiments, the system further comprises a focusing lens for receiving a plurality of beams of light in an optical path of light exiting distal ends of the optical fibers, wherein the beams are in phase with each other. In one or more embodiments, the system includes at least one optical element coupled to move at least one of the optical fibers in an XY Cartesian coordinate system to move light emitted by the at least one optical fiber in an XZ Cartesian coordinate system, Lt; / RTI > transducer. In one or more embodiments, the at least one transducer is a first piezoelectric actuator that resonates a cantilevered portion of the optical fibers in a direction perpendicular to the direction in which the cantilevered portions extend.
[00140] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 섬유들은 광학 섬유들의 얇은 리본을 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 하나의 트랜스듀서는 캔틸레버되는 부분들이 연장하는 방향에 종적인 방향으로 적어도 광학 섬유들의 캔틸레버된 부분을 이동시키는 제 2 압전 액츄에이터이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 마이크로프로젝터들은 광학 섬유들 중 적어도 하나의 종축을 따라 느린 스캔을 제공하도록 동작가능한 적어도 하나의 단일 축 거울을 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 섬유들의 어레이는 다중코어 섬유를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 다중코어 섬유는 단일 도관 내에 복수의 ― 대략 7 개의 ― 성기게 위치된 클러스터들을 포함하고, 각각의 클러스터는 3개의 광학 섬유들을 포함하고, 각각의 광학 섬유는 광의 3개의 상이한 컬러들의 개별 컬러를 운반하기 위한 것이다.[00140] In one or more embodiments, the optical fibers comprise a thin ribbon of optical fibers. In one or more embodiments, the at least one transducer is a second piezoelectric actuator that moves at least a cantilevered portion of the optical fibers in a longitudinal direction to the direction in which the cantilevered portions extend. In one or more embodiments, the microprojectors include at least one single-axis mirror operable to provide a slow scan along the longitudinal axis of at least one of the optical fibers. In one or more embodiments, the array of optical fibers comprises multi-core fibers. In one or more embodiments, the multi-core fibers comprise a plurality of -non-approximately seven-elastically positioned clusters in a single duct, each cluster comprising three optical fibers, each optical fiber comprising To carry individual colors of three different colors of light.
[00141] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 다중코어 섬유는 단일 도관 내에 복수의 ― 대략 19 개의 ― 성기게 위치된 클러스터들을 포함하고, 각각의 클러스터는 3개의 광학 섬유들을 포함하고, 각각의 광학 섬유는 3 개의 상이한 컬러들의 겹친 스폿들의 트리아드(triad)를 생성하기 위해서 광의 3개의 상이한 컬러들의 개별 컬러를 운반하기 위한 것이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 다중코어 섬유는 단일 도관 내에 적어도 하나의 클러스터를 포함하고, 클러스터는 적어도 3 개의 광학 섬유들을 포함하며, 광학 섬유들 각각은 광의 적어도 두 개의 상이한 컬러들을 운반하기 위한 것이다.[00141] In one or more embodiments, the multi-core fibers comprise a plurality of - approximately 19 - resiliently positioned clusters in a single conduit, each cluster comprising three optical fibers, each optical fiber comprising To carry the individual colors of the three different colors of light to create a triad of overlapping spots of three different colors. In one or more embodiments, the multi-core fibers comprise at least one cluster in a single duct, the clusters comprise at least three optical fibers, each of the optical fibers carrying at least two different colors of light .
[00142] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 다중코어 섬유는 단일 도관 내에 적어도 하나의 클러스터를 포함하고, 적어도 하나의 클러스터는 4 개의 광학 섬유들을 포함하며, 각각의 광학 섬유는 광의 4 개의 상이한 컬러들의 개별 컬러를 운반하기 위한 것이며, 4 개의 컬러들 중 하나의 컬러는 적외선이거나 또는 거의 적외선이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 다중코어 섬유는 엄격한 번들의 복수의 코어들을 포함하고, 성긴 나선형 패턴으로 코어들을 이동시키도록 결합되는 적어도 하나의 트랜스듀서를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 하나의 베벨 에지는 원위 팁으로부터 내부 쪽으로 이격된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 하나의 베벨 에지는 폴리싱된다.[00142] In one or more embodiments, the multi-core fibers comprise at least one cluster in a single conduit, wherein at least one cluster comprises four optical fibers, each optical fiber comprising an individual of four different colors of light Color, and one of the four colors is infrared or almost infrared. In one or more embodiments, the multi-core fiber further comprises a plurality of cores of a rigid bundle and further comprises at least one transducer coupled to move the cores in a coarse spiral pattern. In one or more embodiments, at least one beveled edge is spaced inwardly from the distal tip. In one or more embodiments, at least one beveled edge is polished.
[00143] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, X-Z 데카르트 좌표계에서 적어도 하나의 광학 섬유에 의해 방출되는 광을 이동시키기 위해서, X-Y 데카르트 좌표계에서 광학 섬유들 중 적어도 하나를 이동시키도록 결합되는 적어도 하나의 트랜스듀서를 더 포함한다.[00143] In one or more embodiments, the system includes at least one optical element coupled to move at least one of the optical fibers in an XY Cartesian coordinate system to move light emitted by the at least one optical fiber in an XZ Cartesian coordinate system, Lt; / RTI > transducer.
[00144] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 광학 섬유들의 베벨 에지들을 나가는 광의 광학 경로에서 광의 복수의 빔들을 수신하기 위한 포커싱 렌즈를 더 포함하고, 빔들은 서로 이위상이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 레이저, 및 상호 코히런스를 획득하기 위해서 다중코어 섬유의 다수의 코어들에 레이저의 출력을 광학적으로 결합하는 적어도 하나의 위상 변조기를 더 포함한다.[00144] In one or more embodiments, the system further comprises a focusing lens for receiving a plurality of beams of light in an optical path of light exiting beveled edges of optical fibers, wherein the beams are in phase with each other. In one or more embodiments, the system further comprises at least one phase modulator that optically couples the output of the laser to the plurality of cores of the multi-core fiber to obtain a laser and mutual coherence.
[00145] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 다중코어 섬유의 다수의 코어들의 개개의 코어들의 입력 단부의 업스트림에 광학적으로 결합되는 렌즈릿 어레이, 및 렌즈릿 어레이로부터의 광을 다중코어 섬유의 코어들로 편향시키기 위해서 다중코어 섬유의 코어들의 입력 단부와 복수의 시준 렌즈들 사이에 광학적으로 결합되는 프리즘 어레이를 더 포함한다.[00145] In one or more embodiments, the system includes a lenslet array optically coupled to the upstream of the input end of the individual cores of the plurality of cores of the multi-core fiber, and a lenslet array optically coupled to the multi- Further comprising a prism array optically coupled between the input end of the cores of the multi-core fibers and the plurality of collimating lenses for biasing into the cores.
[00146] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 다중코어 섬유의 다수의 코어들의 개개의 코어들의 입력 단부의 업스트림에 광학적으로 결합되는 렌즈릿 어레이, 및 렌즈릿 어레이로부터의 광을 다중코어 섬유의 코어들로 편향시키기 위해서 다중코어 섬유의 코어들의 입력 단부와 렌즈릿 어레이 사이에 광학적으로 결합되는 공유된 포커싱 렌즈를 더 포함한다.[00146] In one or more embodiments, the system includes a lenslet array optically coupled to the upstream of the input end of the individual cores of the plurality of cores of the multi-core fiber, and a lenslet array optically coupled to the multi- And a shared focusing lens optically coupled between the input end of the cores of the multi-core fibers and the lenslet array for biasing into the cores.
[00147] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 마이크로프로젝터들의 어레이는 적어도 하나의 반사기를 더 포함하고, 적어도 하나의 반사기는 스캔 패턴을 생성하도록 동작가능하고, 광학 섬유들의 어레이에 광학적으로 결합된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 하나의 반사기는 래스터(raster) 스캔 패턴, 리사주(Lissajous) 스캔 패턴, 또는 다중초점 빔의 나선형 스캔 패턴 중 적어도 하나를 생성하도록 동작가능하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 다중코어 섬유의 각각의 코어는 겹침이 없이 이미지 평면의 개별 부분을 어드레싱한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 다중코어 섬유의 각각의 코어는 실질적인 겹침이 없이 이미지 평면의 개별 부분을 어드레싱한다.[00147] In one or more embodiments, the array of microprojectors further comprises at least one reflector, wherein at least one reflector is operable to generate a scan pattern and is optically coupled to the array of optical fibers. In one or more embodiments, the at least one reflector is operable to generate at least one of a raster scan pattern, a Lissajous scan pattern, or a helical scan pattern of a multi-focus beam. In one or more embodiments, each core of multi-core fibers addresses a separate portion of the image plane without overlap. In one or more embodiments, each core of the multi-core fibers addresses a separate portion of the image plane without substantial overlap.
[00148] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템은, 사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지-소스, 광 스캐닝 디스플레이 ― 광 스캐닝 디스플레이는 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 복수의 섬유들을 포함하고, 복수의 섬유들은 액츄에이터를 사용하여 스캐닝됨 ―, 및 명시야가 사용자에게 제공되게 하는 방식으로 섬유 스캐닝 디스플레이를 제어하기 위한 프로세서를 포함한다.[00148] In another embodiment, a system for displaying virtual content comprises: an image-source to provide one or more frames of image data to be presented to a user; an optical scanning display; a light scanning display to display one or more Wherein the plurality of fibers are scanned using an actuator and a processor for controlling the fiber scanning display in such a manner that a bright field is provided to the user .
[00149] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 액츄에이터는 섬유 스캐닝 디스플레이의 모든 섬유들 사이에 공유된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 각각의 섬유는 자신의 개별 액츄에이터를 갖는다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 섬유들은 복수의 섬유들이 함께 이동하게 하기 위해서 격자에 의해 기계적으로 결합된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 격자는 그래핀(graphene) 평면이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 격자는 경량 버팀대이다.[00149] In one or more embodiments, the actuator is shared between all the fibers of the fiber scanning display. In one or more embodiments, each fiber has its own individual actuator. In one or more embodiments, the plurality of fibers are mechanically coupled by a grating to allow a plurality of fibers to move together. In one or more embodiments, the grating is a graphene plane. In one or more embodiments, the lattice is a lightweight brace.
[00150] 다른 실시예에서, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템은, 프레임, 프레임에 의해서 운반되며, 프레임이 사용자에 의해 착용될 때 사용자의 적어도 하나의 눈 앞에 포지셔닝가능한 디스플레이 시스템, 및 디스플레이 시스템에 이미지 정보를 제공하기 위해서 디스플레이 시스템에 통신가능하게 결합되는 로컬 제어기를 포함하고, 로컬 제어기는 적어도 하나의 프로세서, 및 적어도 하나의 프로세서에 통신가능하게 결합된 적어도 하나의 비일시적 프로세서 판독가능 매체들을 포함하고, 적어도 하나의 비일시적 프로세서 판독가능 매체들은, 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 적어도 하나의 프로세서로 하여금 데이터를 프로세싱, 캐싱 및 저장하는 것 중 적어도 하나를 행하고 그리고 사용자에 대한 가상 또는 증강 현실 가시적 경험 중 적어도 하나를 생성하기 위해 이미지 정보를 디스플레이에 제공하게 하는 프로세서-실행가능 명령들 또는 데이터 중 적어도 하나를 저장한다.[00150] In another embodiment, a system for providing at least one of a virtual or augmented reality experience to a user includes a display system that is carried by a frame, a frame, and is positionable in front of at least one eye of the user when the frame is worn by a user, And a local controller communicatively coupled to the display system for providing image information to the display system, wherein the local controller includes at least one processor, and at least one non-transitory processor readable communicatively coupled to the at least one processor, And at least one non-volatile processor readable medium, when executed by the at least one processor, causes the at least one processor to perform at least one of processing, caching, and storing data, end At least one of processor-executable instructions or data that causes the display to provide image information to generate at least one of a phase or augmented reality visual experience.
[00151] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 디스플레이는 적어도 하나의 웨지(wedge)-형상 도파관을 포함하고, 웨지-형상 도파관은 제 1 웨지-형상 도파관의 두께에 걸쳐 서로 대향되는 적어도 두 개의 평면 표면들 및 길이를 갖고, 웨지-형상 도파관의 입구 부분을 통해 정의된 각도들로 웨지-형상 도파관에 길이를 따라 들어오는 광은 내부 전반사를 통해 전파하고, 웨지-형상 도파관의 두께는 웨지-형상 도파관의 길이를 따라 선형적으로 변한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 웨지-형상 도파관은 바이모달 내부 전반사를 제공한다.[00151] In one or more embodiments, the display includes at least one wedge-shaped waveguide, wherein the wedge-shaped waveguide includes at least two planar surfaces opposite to each other across the thickness of the first wedge- And the length of the wedge-shaped waveguide, the light entering along the length of the wedge-shaped waveguide at defined angles through the entrance of the wedge-shaped waveguide propagates through the total internal reflection, and the thickness of the wedge- ≪ / RTI > In one or more embodiments, the wedge-shaped waveguide provides bimodal internal total reflection.
[00152] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 웨지-형상 도파관의 입구 부분을 따라 개별 상이한 위치들에서 웨지-형상 도파관에 광학적으로 결합되는 적어도 두 개의 프로젝터들을 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 웨지-형상 도파관의 입구 부분을 따라 개별 상이한 위치들에서 웨지-형상 도파관에 광학적으로 결합되는 복수의 프로젝터들의 제 1 선형 어레이를 더 포함한다.[00152] In one or more embodiments, the system further includes at least two projectors that are optically coupled to the wedge-shaped waveguide at discrete different locations along the entrance portion of the wedge-shaped waveguide. In one or more embodiments, the system further includes a first linear array of a plurality of projectors optically coupled to the wedge-shaped waveguide at discrete different locations along the entrance portion of the wedge-shaped waveguide.
[00153] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 프로젝터들의 제 1 선형 어레이의 프로젝터들은 스캐닝 섬유 디스플레이들이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 웨지-형상 도파관의 입구 부분을 따라 웨지-형상 도파관에 광학적으로 결합되는 복수의 공간 광 변조기들의 스택을 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 웨지-형상 도파관의 입구 부분을 따라 하나 또는 그 초과의 위치들에서 웨지-형상 도파관에 광학적으로 결합되는 다중코어 광학 섬유를 더 포함한다.[00153] In one or more embodiments, the projectors of the first linear array of a plurality of projectors are scanning fiber displays. In one or more embodiments, the system further comprises a stack of a plurality of spatial light modulators optically coupled to the wedge-shaped waveguide along the entrance portion of the wedge-shaped waveguide. In one or more embodiments, the system further comprises multi-core optical fibers optically coupled to the wedge-shaped waveguide at one or more locations along the entrance portion of the wedge-shaped waveguide.
[00154] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 프로젝터들의 제 1 선형 어레이의 프로젝터들은 제 1 각도로 웨지-형상 도파관에 광을 주입하기 위해서 웨지-형상 도파관에 광학적으로 결합되고, 시스템은 웨지-형상 도파관의 입구 부분을 따라 개별 상이한 위치들에서 웨지-형상 도파관에 광학적으로 결합되는 복수의 프로젝터들의 제 2 선형 어레이를 더 포함하고, 프로젝터들의 제 2 선형 어레이의 프로젝터들은 제 2 각도로 웨지-형상 도파관에 광을 주입하기 위해서 웨지-형상 도파관에 광학적으로 결합되고, 제 2 각도는 제 1 각도와 상이하다.[00154] In one or more embodiments, the projectors of the first linear array of projectors are optically coupled to a wedge-shaped waveguide for injecting light into the wedge-shaped waveguide at a first angle, Further comprising a second linear array of a plurality of projectors optically coupled to the wedge-shaped waveguide at discrete different locations along the entrance portion, wherein the projectors of the second linear array of projectors project light to the wedge-shaped waveguide at a second angle Shaped waveguide, and the second angle is different from the first angle.
[00155] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 입구 부분은 웨지-형상 도파관의 종방향 단부이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 입구 부분은 웨지-형상 도파관의 측방향 에지이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 입구 부분은 웨지-형상 도파관의 평면 표면들 중 하나이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 프로젝터에 광학적으로 결합되는 적어도 하나의 광학 컴포넌트를 더 포함하고, 적어도 하나의 광학 컴포넌트는 웨지-형상 도파관 내에서 광의 내부 전반사를 획득하는 각도들로 웨지-형상 도파관에 광을 광학적으로 결합하기 위해서 프로젝터로부터 수신되는 광의 각도를 변경한다.[00155] In one or more embodiments, the inlet portion is a longitudinal end of the wedge-shaped waveguide. In one or more embodiments, the inlet portion is a lateral edge of the wedge-shaped waveguide. In one or more embodiments, the inlet portion is one of the planar surfaces of the wedge-shaped waveguide. In one or more embodiments, the system further includes at least one optical component optically coupled to the projector, wherein the at least one optical component includes a plurality of angles to obtain total internal total reflection of light in the wedge-shaped waveguide Changes the angle of light received from the projector to optically couple light to the wedge-shaped waveguide.
[00156] 다른 양상에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은, 사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광 빔들을 프로젝팅하기 위한 마이크로프로젝터들의 어레이 ― 마이크로프로젝터는 마이크로프로젝터들의 어레이의 하나 또는 그 초과의 마이크로프로젝터에 관련해서 이동가능하도록 구성가능함 ―, 마이크로프로젝터들의 어레이를 하우징하기 위한 프레임, 하나 또는 그 초과의 프로젝터들로부터 송신되는 하나 또는 그 초과의 광 빔들이 마이크로프로젝터들의 어레이에 관련해서 하나 또는 그 초과의 마이크로프로젝터들의 포지션의 함수로서 변조됨으로써 사용자에게 명시야를 전달하는 것을 가능하게 하는 방식으로, 하나 또는 그 초과의 광 빔들을 제어하기 위해서 마이크로프로젝터들의 어레이의 하나 또는 그 초과의 마이크로프로젝터들에 동작가능하게 결합되는 프로세서를 포함한다.[00156] In another aspect, a system for displaying virtual content to a user includes: an array of microprojectors for projecting light beams associated with one or more frames of image data to be presented to a user, - a frame for housing an array of microprojectors, one or more light beams transmitted from one or more projectors are arranged in an array of microprojectors Projectors to control one or more light beams in a manner that enables them to be transmitted as a function of the position of one or more microprojectors relative to the microprojectors And a ray the one or more micro-projector, the processor operatively coupled to the.
[00157] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 마이크로프로젝터들의 어레이의 일 마이크로프로젝터는 렌즈에 결합된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 마이크로프로젝터들의 어레이는 사용자에게 제공될 이미지의 원하는 해상도에 기초하는 방식으로 배열된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 마이크로프로젝터들의 어레이는 원하는 시야에 기초하여 배열된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 마이크로프로젝터들의 광 빔들은 겹친다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 액츄에이터를 더 포함하고, 액츄에이터는 하나 또는 그 초과의 마이크로프로젝터들에 결합되며, 액츄에이터는 하나 또는 그 초과의 마이크로프로젝터들을 이동시키도록 동작가능하다.[00157] In one or more embodiments, one microprojector of the array of microprojectors is coupled to the lens. In one or more embodiments, the array of microprojectors is arranged in a manner that is based on the desired resolution of the image to be presented to the user. In one or more embodiments, the array of microprojectors is arranged based on the desired field of view. In one or more embodiments, the light beams of the plurality of microprojectors overlap. In one or more embodiments, the system further comprises an actuator, wherein the actuator is coupled to one or more microprojectors, and wherein the actuator is operable to move one or more microprojectors.
[00158] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 액츄에이터는 복수의 마이크로프로젝터들에 결합된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 액츄에이터는 단일 마이크로프로젝터에 결합된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 마이크로프로젝터들의 어레이의 일 마이크로프로젝터는 격자에 기계적으로 결합된다.[00158] In one or more embodiments, the actuator is coupled to a plurality of microprojectors. In one or more embodiments, the actuator is coupled to a single microprojector. In one or more embodiments, one microprojector of the array of microprojectors is mechanically coupled to the grating.
[00159] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 또는 증강 현실 디스플레이의 사용자 눈의 각막과 인터페이싱하기 위한 콘택트 렌즈는, 부분 반구형 기판 및 선택성 필터를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 선택성 필터는 사용자 눈으로의 광 빔들을 선택적으로 통과시키도록 구성된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 선택성 필터는 노치 필터이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 노치 필터는 대략 450 nm의 파장들(최고로 청색)은 실질적으로 차단하고, 전자기 스펙트럼의 가시 부분의 다른 파장들은 실질적으로 통과시킨다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 노치 필터는 대략 530 nm의 파장들(녹색)은 실질적으로 차단하고, 전자기 스펙트럼의 가시 부분의 다른 파장들은 실질적으로 통과시킨다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 노치 필터는 대략 650 nm의 파장들은 실질적으로 차단하고, 전자기 스펙트럼의 가시 부분의 다른 파장들은 실질적으로 통과시킨다.[00159] In one or more embodiments, the contact lens for interfacing with the cornea of a user's eye of a virtual or augmented reality display comprises a partially hemispherical substrate and a selectivity filter. In one or more embodiments, the selective filter is configured to selectively pass light beams to the user's eye. In one or more embodiments, the selectable filter is a notch filter. In one or more embodiments, the notch filter substantially blocks wavelengths (maximum blue) of approximately 450 nm and substantially passes other wavelengths of the visible portion of the electromagnetic spectrum. In one or more embodiments, the notch filter substantially blocks wavelengths (green) of approximately 530 nm and substantially passes other wavelengths of the visible portion of the electromagnetic spectrum. In one or more embodiments, the notch filter substantially blocks wavelengths of approximately 650 nm and substantially passes other wavelengths of the visible portion of the electromagnetic spectrum.
[00160] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 노치 필터는 기판에 의해 운반되는 유전체 물질의 복수의 층들을 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 필터는 1.5 mm 미만의 직경의 핀홀 개구부를 갖는다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 핀홀 개구부는 복수의 파장들의 광 빔들이 통과하도록 허용한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 핀홀의 크기는 디스플레이의 초점의 원하는 깊이에 적어도 부분적으로 기초하여 변경된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 콘택트 렌즈는, 복수의 동작 모드들을 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 콘택트 렌즈는, 가상 컨텐츠의 다중-깊이의 초점 디스플레이 구성을 더 포함한다.[00160] In one or more embodiments, the notch filter includes a plurality of layers of dielectric material carried by the substrate. In one or more embodiments, the filter has a pinhole opening of less than 1.5 mm in diameter. In one or more embodiments, the pinhole opening allows light beams of a plurality of wavelengths to pass through. In one or more embodiments, the size of the pinhole is altered based at least in part on the desired depth of focus of the display. In one or more embodiments, the contact lens further comprises a plurality of modes of operation. In one or more embodiments, the contact lens further comprises a multi-depth focus display configuration of the virtual content.
[00161] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 콘택트 렌즈는, 사용자 눈의 원근조절을 결정하기 위해서 원근조절 추적 모듈을 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 특정 디스플레이 오브젝트의 초점 깊이가 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 변경된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 이미지가 도파관을 통해 중계되고, 중계되는 이미지는 특정 깊이의 초점와 연관된다.[00161] In one or more embodiments, the contact lens further comprises a perspective adjustment tracking module to determine a perspective adjustment of the user's eye. In one or more embodiments, the focus depth of a particular display object is changed based at least in part on the determined perspective adjustment. In one or more embodiments, the image is relayed through the waveguide and the relayed image is associated with a focus of a certain depth.
[00162] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법은, 사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하는 단계, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하는 단계, 및 프로젝팅된 광을 사용자의 동공에 결합된 부분 반구형 기판을 통해서 수신하고, 사용자의 동공으로의 광 빔들을 선택적으로 필터링 아웃하는 단계를 포함한다.[00162] In another embodiment, a method for displaying virtual content to a user includes providing one or more frames of image data to be provided to a user, projecting light associated with one or more frames of image data And receiving the projected light through a partially hemispherical substrate coupled to the user ' s pupil and selectively filtering out light beams to the user ' s pupil.
[00163] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 사용자 눈들에 프로젝팅하기 위한 광 프로젝션 시스템 ― 광 프로젝션 시스템은 이미지 데이터와 연관된 복수의 픽셀들에 대응하는 광을 프로젝팅하도록 구성됨 ―, 및 사용자에게 디스플레이되는 복수의 픽셀들의 초점 깊이를 변조하기 위한 프로세서를 포함한다.[00163] In another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes: a light projection system for projecting light associated with one or more frames of image data to user eyes, the light projection system comprising a plurality , And a processor for modulating the depth of focus of the plurality of pixels displayed to the user.
[00164] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 초점 깊이는 공간적으로 변조된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 초점 깊이는 시간에 걸쳐 변조된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 시간-순차적 방식으로 제공하기 위한 이미지-생성 소스를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 초점 깊이는 프레임 단위 기반으로 변조된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광 프로젝션 시스템은 복수의 광학 섬유들을 포함하고, 초점 깊이는, 복수의 광학 섬유들의 부분이 제 1 초점 깊이와 연관되고 복수의 광학 섬유들의 다른 부분이 제 2 초점 깊이와 연관되게 하기 위해서, 복수의 광학 섬유들에 걸쳐 변조되고, 제 1 초점 깊이는 제 2 초점 깊이와 상이하다.[00164] In one or more embodiments, the focus depth is spatially modulated. In one or more embodiments, the focus depth is modulated over time. In one or more embodiments, the system further comprises an image-generating source for providing one or more frames of image data in a time-sequential manner. In one or more embodiments, the focus depth is modulated on a frame-by-frame basis. In one or more embodiments, the light projection system includes a plurality of optical fibers, wherein the focus depth is selected such that a portion of the plurality of optical fibers is associated with a first focus depth, Modulated over a plurality of optical fibers to be associated with a focus depth, wherein the first focus depth is different from the second focus depth.
[00165] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 특정 프레임의 제 1 디스플레이 오브젝트는 제 1 초점 깊이를 통해 디스플레이되고, 특정 프레임의 제 2 디스플레이 오브젝트는 제 2 초점 깊이를 통해 디스플레이되며, 제 1 초점 깊이는 제 2 초점 깊이와 상이하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 특정 프레임의 제 1 픽셀은 제 1 초점 깊이와 연관되고, 특정 프레임의 제 2 픽셀은 제 2 초점 깊이와 연관되며, 제 1 초점 깊이는 제 2 초점 깊이와 상이하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 사용자 눈들의 원근조절을 결정하기 위한 원근조절 추적 모듈을 더 포함하고, 초점 깊이는 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 변조된다.[00165] In one or more embodiments, a first display object of a particular frame is displayed through a first focus depth, a second display object of a particular frame is displayed through a second focus depth, 2 differs from the focus depth. In one or more embodiments, a first pixel of a particular frame is associated with a first focus depth, a second pixel of a particular frame is associated with a second focus depth, the first focus depth is associated with a second focus depth It is different. In one or more embodiments, the system further comprises a perspective adjustment tracking module for determining a perspective adjustment of user eyes, wherein the focus depth is modulated based at least in part on the determined perspective adjustment.
[00166] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광 생성 시스템과 연관된 광 생성의 패턴이 결정된 원근조절에 동적으로 종속된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 패턴은 복수의 광학 섬유들의 스캐닝 패턴이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 부분들을 흐리게 하기 위한 블러 모듈을 더 포함하고, 블러는 제 1 스캔 패턴과 제 2 스캔 패턴 사이에서의 전환 또는 제 1 해상도 스캔 피치로부터 제 2 해상도 스캔 피치로의 전환을 원활하게 하도록 생성된다.[00166] In one or more embodiments, the pattern of light generation associated with the light generating system is dynamically dependent on the determined perspective adjustments. In one or more embodiments, the pattern is a scanning pattern of a plurality of optical fibers. In one or more embodiments, the system further comprises a blur module for blurring one or more portions of the image data, wherein the blur is a transition between a first scan pattern and a second scan pattern, 1 resolution scan pitch to the second resolution scan pitch.
[00167] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 사용자 눈들에 프로젝팅하기 위한 광 프로젝션 시스템 ― 광 프로젝션 시스템은 이미지 데이터와 연관된 복수의 픽셀들에 대응하는 광을 프로젝팅하도록 구성됨 ―, 및 사용자에게 디스플레이되는 복수의 픽셀들의 크기를 변조하기 위한 프로세서를 포함한다.[00167] In another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes: a light projection system for projecting light associated with one or more frames of image data to user eyes, the light projection system comprising a plurality , And a processor for modulating the size of the plurality of pixels displayed to the user.
[00168] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광 프로젝션 시스템은 섬유 스캐닝 디스플레이이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 프로젝팅된 광은 스캐닝 패턴을 통해 디스플레이된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 프로세서는 스캐닝 패턴의 타입에 적어도 부분적으로 기초하여 특정 픽셀의 크기를 변조한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 픽셀들의 크기는 스캐닝 패턴의 스캔 라인들 사이의 거리에 적어도 부분적으로 기초하여 변조될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 픽셀의 크기는 동일 프레임의 제 2 픽셀의 크기와 상이하다.[00168] In one or more embodiments, the light projection system is a fiber scanning display. In one or more embodiments, the projected light is displayed through a scanning pattern. In one or more embodiments, the processor modulates the size of a particular pixel based at least in part on the type of scanning pattern. In one or more embodiments, the size of one or more of the pixels may be modulated based, at least in part, on the distance between the scan lines of the scanning pattern. In one or more embodiments, the size of the first pixel is different from the size of the second pixel of the same frame.
[00169] 다른 양상에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하는 단계 ― 프로젝팅된 광의 하나 또는 그 초과의 광 빔들은 하나 또는 그 초과의 픽셀들에 대응하고, 광은 섬유 스캐닝 디스플레이를 통해 프로젝팅됨 ―, 및 사용자에게 디스플레이되는 하나 또는 그 초과의 픽셀들의 크기를 변조하는 단계를 포함한다. [00169] In another aspect, a method for displaying virtual content to a user includes, in one or more embodiments, projecting light associated with one or more frames of image data, Wherein the excess light beams correspond to one or more pixels and the light is projected through a fiber scanning display, and modulating the size of one or more of the pixels displayed to the user.
[00170] 특정 픽셀의 크기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 섬유 스캐닝 디스플레이의 스캐닝 패턴에 적어도 부분적으로 기초하여 변경된다. 하나 또는 그 초과의 픽셀들의 크기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 스캐닝 패턴의 스캔 라인들 사이의 거리에 적어도 부분적으로 기초하여 변조된다. 하나 또는 그 초과의 픽셀들의 크기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가변적이다.[00170] The size of a particular pixel is altered, in one or more embodiments, based at least in part on the scanning pattern of the fiber scanning display. The size of one or more of the pixels is modulated based, at least in part, on the distance between the scan lines of the scanning pattern in one or more embodiments. The size of one or more of the pixels is variable in one or more embodiments.
[00171] 또 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 전달하는 디스플레이 시스템 ― 디스플레이 시스템은 복수의 픽셀들을 포함하고, 디스플레이 시스템은 가변적인 라인 피치를 갖는 광을 스캔함 ―, 하나 또는 그 초과의 픽셀들의 크기를 수정하기 위해서 복수의 픽셀들 중 하나 또는 그 초과의 픽셀들을 가변적으로 흐리게 하기 위한 블러 모듈, 및 픽셀 크기가 디스플레이 시스템의 라인 피치에 적어도 부분적으로 기초하여 변경되게 하는 방식으로 블러 모듈을 제어하기 위한 프로세서를 포함한다. 디스플레이 시스템은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 섬유 스캐닝 시스템이다. 픽셀 크기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 증대된다. 픽셀 크기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 감소된다. 피치 라인은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 성기다(sparse). 피치 라인은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 조밀하다.[00171] In yet another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes, in one or more embodiments, a display system-display system that conveys light associated with one or more frames of image data, Wherein the display system scans light having a variable line pitch, and wherein the display system scans light having a variable line pitch to variably blur one or more of the plurality of pixels to modify the size of one or more pixels A blur module, and a processor for controlling the blur module in such a way that the pixel size is changed based at least in part on the line pitch of the display system. The display system is, in one or more embodiments, a fiber scanning system. The pixel size is increased in one or more embodiments. The pixel size is reduced in one or more embodiments. The pitch line may be, in one or more embodiments, a sparse. The pitch line is dense in one or more embodiments.
[00172] 다른 양상에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법으로서, 방법은 사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하는 단계, 및 이미지 데이터의 특성에 적어도 부분적으로 기초하여 프로젝팅된 광 빔들의 적어도 일부를 선택적으로 감쇠시키는 단계, 및 감쇠된 광 빔들을 사용자 눈들로 전달하는 단계를 포함한다. [00172] In another aspect, there is provided a method for displaying virtual content to a user, the method comprising projecting light associated with one or more frames of image data to be provided to a user, Selectively attenuating at least a portion of the projected light beams, and delivering the attenuated light beams to user eyes.
[00173] 광 빔은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광 빔의 입사 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 선택적으로 감쇠된다. 프레임의 상이한 부분들이, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 상이한 양들까지 감쇠된다. 감쇠된 광 빔들의 초점 깊이가, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 변경된다.[00173] The light beam, in one or more embodiments, is selectively attenuated based at least in part on the angle of incidence of the light beam. The different portions of the frame are attenuated to different amounts in one or more embodiments. The focus depth of the attenuated light beams is changed in one or more embodiments.
[00174] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지 생성 소스, 두 개 이상의 SLM들(spatial light modulators)의 스택 ― 스택은 스택이 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 사용자에게 전달하게 하도록 포지셔닝되고, SLM은 외부 환경으로부터의 광을 공간적으로 감쇠시킴 ―, 및 광 빔들이 SLM의 하나 또는 그 초과의 셀들을 통과하는 각도가 변조되게 하는 방식으로 SLM들의 스택을 제어하기 위한 프로세서를 포함한다. [00174] In one or more embodiments, a system for displaying virtual content to a user includes an image generation source for providing one or more frames of image data, a stack of two or more SLMs (spatial light modulators) Wherein the stack is positioned to cause the stack to transmit light associated with one or more frames of image data to a user, the SLM spatially attenuating light from an external environment, and wherein the light beams are incident on one or more of the SLMs Lt; RTI ID = 0.0 > SLM < / RTI >
[00175] 상기 시스템은 디스플레이 광학들의 세트를 더 포함하고, 디스플레이 광학들의 세트는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 사용자 눈과 외부 환경 사이에 포지셔닝된다. SLM들의 스택의 SLM들은 콜레스테릭(cholesteric) LCD들이다. SLM들 중 적어도 하나는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 콜레스테릭 LCD이다. SLM들의 스택은 사용자가 SLM들의 스택을 통해 외부 세계를 보게 하기 위해서 포지셔닝되고, SLM들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 반투명하다.[00175] The system further includes a set of display optics, wherein the set of display optics is positioned between the user's eye and the external environment, in one or more embodiments. SLMs in the stack of SLMs are cholesteric LCDs. At least one of the SLMs is, in one or more embodiments, a cholesteric LCD. The stack of SLMs is positioned to allow the user to view the outside world through a stack of SLMs, and SLMs are at least translucent in one or more embodiments.
[00176] 공간 광 변조기 어레이들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 다수의 액정 어레이들, 디지털 광 프로세싱 시스템들의 다수의 디지털 거울 디바이스 엘리먼트들, 다수의 MEMS(micro-electro-mechanical system) 어레이들 또는 다수의 MEMS 셔터들 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 시스템은 적어도 하나의 광학 컴포넌트를 포함하는 가리개를 더 포함하고, 프로세서는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 어두운 가상 오브젝트의 암시야(dark field) 표현을 생성하기 위해서 가리개의 적어도 하나의 광학 컴포넌트를 제어한다. [00176] The spatial light modulator arrays may be used in one or more embodiments to provide a plurality of liquid crystal arrays, a plurality of digital mirror device elements of digital light processing systems, a plurality of micro-electro-mechanical system (MEMS) RTI ID = 0.0 > MEMS < / RTI > The system may further comprise a visor comprising at least one optical component and wherein the processor is operable, in one or more embodiments, to generate a dark field representation of the dark virtual object, And controls the optical component.
[00177] 다른 양상에서, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은 공간 광 변조기들의 어레이 ― 공간 광 변조기들의 어레이는 광 패턴들을 생성하도록 구성되고, 공간 광 변조기들의 어레이는 적어도 두 개의 변조기들을 포함함 ―, 및 적어도 두 개의 공간 변조기들이 무아레(Moire) 패턴을 형성하게 하는 방식으로 공간 변조기들의 어레이를 제어하기 위한 프로세서를 포함하고, 무아레 패턴은 적어도 두 개의 공간 광 변조기들을 통한 광 패턴들 형성들의 주기와는 상이한 주기로 광을 감쇠시키는 주기적 공간 패턴이다.[00177] In another aspect, there is provided a system for displaying virtual content, the system comprising: an array of array-space optical modulators of spatial light modulators configured to generate light patterns, the array of spatial light modulators including at least two modulators; And a processor for controlling the array of spatial modulators in such a way that at least two spatial modulators form a Moire pattern, wherein the Moiré pattern comprises a period of light patterns formation through at least two spatial light modulators, Is a periodic spatial pattern that attenuates light at different periods.
[00178] 공간 광 변조기 어레이들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 서로 광학적으로 결합되는 적어도 두 개의 공간 광 변조기 어레이들을 포함하고, 무아레 효과를 통해 광의 통과를 제어한다. 적어도 두 개의 공간 광 변조기 어레이들 각각은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 개별 감쇠 패턴을 산출한다. 적어도 두 개의 공간 광 변조기 어레이들 각각은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 그 위에 또는 그 내부에 프린팅되거나 에칭되거나 다른 방식으로 새겨지는 개별 최적-피치 사인파 패턴을 산출한다. 적어도 두 개의 공간 광 변조기 어레이들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 서로 정합 상태에 있다. 적어도 두 개의 공간 광 변조기 어레이들 각각은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 개별 감쇠 패턴을 산출한다. [00178] The spatial light modulator arrays, in one or more embodiments, include at least two spatial light modulator arrays optically coupled to one another and control the passage of light through the Moire effect. Each of the at least two spatial light modulator arrays, in one or more embodiments, produces an individual attenuation pattern. Each of the at least two spatial light modulator arrays yields an individual optimum-pitch sinusoidal pattern that is printed, etched, or otherwise engraved on or in, in one or more embodiments. The at least two spatial light modulator arrays are in registration with each other in one or more embodiments. Each of the at least two spatial light modulator arrays, in one or more embodiments, produces an individual attenuation pattern.
[00179] 또 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 제공하기 위한 광 생성 소스 ― 광 생성 소스는 공간 광 변조기임 ―, 및 핀홀 어레이의 핀홀이 공간 광 변조기의 복수의 셀들로부터 광을 수신하게 하는 방식으로 공간 광 변조기에 관련해서 포지셔닝되는 핀홀 어레이를 포함하고, 핀홀을 통과하는 제 1 광 빔은 핀홀을 통과하는 제 2 광 빔과 상이한 각도에 대응하고, 공간 광 변조기의 셀은 광을 선택적으로 감쇠시킨다.[00179] In yet another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes: a light generating source for providing light associated with one or more frames of image data; a light generating source is a spatial light modulator; The pinhole of the spatial light modulator being positioned relative to the spatial light modulator in such a way that it receives light from the plurality of cells of the spatial light modulator, wherein the first light beam passing through the pinhole comprises a second light beam passing through the pinhole, Corresponding to different angles, and the cell of the spatial light modulator selectively attenuates the light.
[00180] 외부 환경이 핀홀 어레이 및 SLM들을 통해 보여지고, 광 빔들이, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광 빔들의 입사 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 선택적으로 감쇠된다. 시야의 상이한 부분들로부터의 광이, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 선택적으로 감쇠된다. 상기 시스템은 자신을 통과하는 광의 송신을 감쇠시키도록 선택적으로 동작가능한 선택성 감쇠 층을 더 포함하고, 선택성 감쇠 층은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 핀홀 층과 광학적으로 직렬이다. [00180] The external environment is viewed through the pinhole array and the SLMs, and the light beams are selectively attenuated, in one or more embodiments, based at least in part on the angle of incidence of the light beams. The light from different parts of the field of view is selectively attenuated in one or more embodiments. The system further includes a selectively damping layer operable to selectively damp transmission of light passing therethrough, wherein the selective damping layer is optically in series with the pinhole layer in one or more embodiments.
[00181] 선택성 감쇠 층은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 액정 어레이, 디지털 광 프로젝터 시스템, 또는 개별 감쇠 패턴들을 산출하는 공간 광 변조기 어레이들을 포함한다. 핀홀 어레이는 사용자 눈의 각막으로부터 대략 30 mm의 거리에 배치되고, 선택성 감쇠 패널이, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 눈으로부터 핀홀 어레이에 대향하여 로케이팅된다. 핀홀 어레이는 복수의 핀홀들을 포함하고, 프로세서는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광 빔들이 복수의 핀홀들을 통과하는 각도들의 함수로서 광이 감쇠됨으로써 어그리게이트 명시야를 생성하게 하는 방식으로 SLM들을 제어한다. 어그리게이트 명시야는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 원하는 초점 거리에서 가림(occlusion)을 야기한다. [00181] The selective damping layer comprises, in one or more embodiments, a liquid crystal array, a digital light projector system, or spatial light modulator arrays that produce individual attenuation patterns. The pinhole array is disposed at a distance of approximately 30 mm from the cornea of the user's eye, and the selective damping panel is located opposite the pinhole array from the eye, in one or more embodiments. The pinhole array includes a plurality of pinholes, and the processor may be configured in such a way that in one or more embodiments the light beams are generated as a function of the angles through which the light beams pass through the plurality of pinholes, To control the SLMs. The aggregate bright field, in one or more embodiments, causes occlusion at a desired focal length.
[00182] 다른 실시예에서, 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 제공하기 위한 광 생성 소스 ― 광 생성 소스는 공간 광 변조기임 ―, 및 렌즈 어레이의 렌즈가 공간 광 변조기의 복수의 셀들로부터 광을 수신하게 하는 방식으로 공간 광 변조기에 관련해서 포지셔닝되는 렌즈 어레이를 포함하고, 렌즈에 수신되는 제 1 광 빔은 렌즈에 수신되는 제 2 광 빔과 상이한 각도에 대응하고, 공간 광 변조기의 셀들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광을 선택적으로 감쇠시킨다. [00182] In another embodiment, the system includes a light source for providing light associated with one or more frames of image data, the light generating source is a spatial light modulator, and the lens of the lens array comprises a plurality of spatial light modulators Wherein the first light beam received by the lens corresponds to an angle different from the second light beam received by the lens, and wherein the spatial light modulator The cells selectively attenuate light in one or more embodiments.
[00183] 외부 환경이 렌즈 어레이 및 SLM들을 통해 보여지고, 광 빔들이, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광 빔들의 입사 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 선택적으로 감쇠된다. 시야의 상이한 부분들로부터의 광이, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 선택적으로 감쇠된다. 렌즈 어레이는 복수의 렌즈들을 포함하고, 프로세서는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광 빔들이 복수의 렌즈들에 수신되는 각도들의 함수로서 광이 감쇠됨으로써 어그리게이트 명시야를 생성하게 하는 방식으로 SLM들을 제어한다. 어그리게이트 명시야는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 원하는 초점 거리에서 가림을 야기한다. [00183] The external environment is viewed through the lens arrays and SLMs, and the light beams are selectively attenuated, in one or more embodiments, based at least in part on the angle of incidence of the light beams. The light from different parts of the field of view is selectively attenuated in one or more embodiments. The lens array includes a plurality of lenses, and in one or more embodiments, the processor is configured to cause the light beams to be generated as a function of the angles at which the light beams are received by the plurality of lenses, To control the SLMs. The aggregate bright field, in one or more embodiments, causes occlusion at the desired focal length.
[00184] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 광 프로젝터, 광을 수신하고 광의 편광을 회전시키기 위한 적어도 하나의 편광 감응 층, 및 편광 감응 층의 편광을 변조하기 위한 편광 변조기들의 어레이를 포함하고, 어레이의 셀의 상태는 얼마나 많은 광이 편광 감응 층을 통과하는지를 결정한다. 상기 시스템은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 눈-근방 구성으로 배치된다. 편광 변조기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 액정 어레이이다. [00184] In another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes a light projector for projecting light associated with one or more frames of image data, at least one light source for receiving light and for rotating the polarization of light A polarization sensitive layer, and an array of polarization modulators for modulating the polarization of the polarization sensitive layer, the state of the cells of the array determining how much light passes through the polarization sensitive layer. The system is arranged in an eye-proximity configuration, in one or more embodiments. The polarization modulator is, in one or more embodiments, a liquid crystal array.
[00185] 상기 시스템은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 상이한 사출 동공들이 편광기를 통해 상이한 경로들을 갖게 하기 위해서 편광기를 오프셋하기 위한 시차 베리어를 더 포함한다. 편광기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, xpol 편광기이다. 편광기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, multiPol 편광기이다. 편광기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 패터닝된 편광기이다. 광은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 MEMs 어레이들과 상호작용한다. [00185] The system further includes, in one or more embodiments, a parallax barrier for offsetting the polariser so that different exit pupils have different paths through the polariser. The polarizer is, in one or more embodiments, an xpol polarizer. The polarizer is, in one or more embodiments, a multiPol polarizer. The polarizer is, in one or more embodiments, a patterned polariser. The light interacts with one or more MEMs arrays in one or more embodiments.
[00186] 상기 시스템은 광을 프로젝팅하기 위한 SLM들을 더 포함하고, SLM들은 하나 또는 그 초과의 광학 엘리먼트들 사이에 포지셔닝되며, 광학 엘리먼트들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제로 배율 텔레스코프에 대응한다. 사용자는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제로 배율 텔레스코프를 통해 외부 환경을 본다. 적어도 하나의 SLM이, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제로 배율 텔레스코프 내의 이미지 평면에 포지셔닝된다. 상기 시스템은 DMD를 더 포함하고, DMD는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 투명 기판에 대응한다. [00186] The system further includes SLMs for projecting light, wherein the SLMs are positioned between one or more optical elements, the optical elements corresponding to a zero magnification telescope in one or more embodiments do. The user, in one or more embodiments, sees the external environment via a zero magnification telescope. At least one SLM is positioned in the image plane in the zero magnification telescope, in one or more embodiments. The system further includes a DMD, which in one or more embodiments corresponds to a transparent substrate.
[00187] 상기 시스템은 적어도 하나의 광학 컴포넌트를 포함하는 가리개를 더 포함하고, 프로세서가, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 어두운 가상 오브젝트의 암시야 표현을 생성하기 위해서 가리개의 적어도 하나의 광학 컴포넌트를 제어한다. 상기 시스템은 하나 또는 그 초과의 LCD들을 더 포함하고, 하나 또는 그 초과의 LCD들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광 빔들을 선택적으로 감쇠시킨다. 상기 시스템은 하나 또는 그 초과의 LCD들을 더 포함하고, 하나 또는 그 초과의 LCD들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 편광 회전기들로서 기능한다. 가리개는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 루버(louver) MEMs 디바이스이다. [00187] Wherein the system further comprises a visor comprising at least one optical component, wherein the processor controls, in one or more embodiments, at least one optical component of the visor to produce an ambiguous representation of the dark virtual object do. The system further includes one or more LCDs, wherein one or more LCDs selectively attenuate the light beams in one or more embodiments. The system further includes one or more LCDs, wherein one or more of the LCDs, in one or more embodiments, function as polarization rotators. The shield is, in one or more embodiments, a louver MEMs device.
[00188] 루버 MEMs 디바이스는 불투명하고, 루버 MEMs 디바이스는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 픽셀 단위 기반으로 입사 각도를 변경한다. 가리개는 슬라이딩 패널 MEMs 디바이스이고, 슬라이딩 패널 MEMs 디바이스는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가림 범위를 수정하기 위해 앞뒤로 슬라이딩한다. [00188] The louver MEMs device is opaque, and the louver MEMs device, in one or more embodiments, changes the angle of incidence on a pixel-by-pixel basis. The shield is a sliding panel MEMs device, and the sliding panel MEMs device slides back and forth in one or more embodiments to modify the covering range.
[00189] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하는 단계, 프로젝팅된 광을 수신하는 기판에서 편광 감응 층을 통해 광의 편광을 회전시키는 단계, 및 편광 층을 통과하는 광을 선택적으로 감쇠시키기 위해서 광의 편광을 변조하는 단계를 포함한다. [00189] In another embodiment, there is provided a method for displaying virtual content, the method comprising projecting light associated with one or more frames of image data, projecting the projected light through a polarization sensitive layer Rotating the polarization of the light, and modulating the polarization of the light to selectively attenuate the light passing through the polarization layer.
[00190] 편광 변조기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 액정 어레이이다. 상기 방법은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 상이한 사출 동공들이 편광기를 통해 상이한 경로들을 갖게 하기 위해서 편광기를 오프셋하기 위한 시차 베리어를 생성하는 단계를 더 포함한다. 편광기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, xpol 편광기이다. 편광기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, multiPol 편광기이다. 편광기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 패터닝된 편광기이다.[00190] The polarization modulator is, in one or more embodiments, a liquid crystal array. The method further includes creating a parallax barrier for offsetting the polarizer so that different exit pupils have different paths through the polariser, in one or more embodiments. The polarizer is, in one or more embodiments, an xpol polarizer. The polarizer is, in one or more embodiments, a multiPol polarizer. The polarizer is, in one or more embodiments, a patterned polariser.
[00191] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 제공하기 위한 광 생성 소스 ― 광 생성 소스는 공간 광 변조기임 ―, 및 MEMs(micro-electro-mechanical) 루버들의 어레이를 포함하고, MEMs 루버들은 실질적으로 투명한 기판에 하우징되고, MEMs 루버들은 광이 픽셀에 전달되는 각도를 변경하도록 구성가능하며, 사용자에게 전달되는 제 1 픽셀의 각도는 사용자에게 전달되는 제 2 픽셀과 상이하다. [00191] In another embodiment, a system for displaying virtual content includes: a light generating source for providing light associated with one or more frames of image data; a light generating source is a spatial light modulator; and a micro-electro wherein the MEMs louvers are housed in a substantially transparent substrate, the MEMs louvers are configurable to change the angle at which light is transmitted to the pixels, and the angle of the first pixel delivered to the user is And is different from the second pixel to be transmitted.
[00192] 적어도 하나의 광학 컴포넌트가, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, MEMS(micro-electro-mechanical system) 루버들의 제 1 어레이를 포함한다. MEMS 루버들의 어레이는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학적으로 투명한 기판에 의해 운반되는 복수의 실질적으로 불투명한 루버들을 포함한다. MEMS(micro-electro-mechanical system) 루버들의 어레이는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 픽셀 단위 기반으로 광을 선택가능하게 가리기에 충분하게 최적인 루버 피치를 갖는다. 상기 시스템은 가리개의 적어도 하나의 광학 컴포넌트를 더 포함하고, 광학 컴포넌트는 MEMS 루버들의 제 2 어레이를 포함하고, MEMS 루버들의 제 2 어레이는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, MEMS 루버들의 제 1 어레이와 스택 구성으로 있다. [00192] The at least one optical component includes, in one or more embodiments, a first array of micro-electro-mechanical system (MEMS) louvers. The array of MEMS louvers include, in one or more embodiments, a plurality of substantially opaque louvers carried by an optically transparent substrate. The array of micro-electro-mechanical system (MEMS) louvers, in one or more embodiments, has a louver pitch that is sufficiently high to selectively hide light on a pixel-by-pixel basis. Wherein the system further comprises at least one optical component of the visor, wherein the optical component comprises a second array of MEMS louvers, and wherein the second array of MEMS louvers comprises, in one or more embodiments, 1 array and stack configuration.
[00193] MEMS 루버들의 어레이는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학적으로 투명한 기판에 의해 운반되는 복수의 편광 루버들을 포함하고, 루버들 각각의 개별 편광 상태는 선택적으로 제어가능하다. MEMS 패널들의 제 1 및 제 2 어레이들의 루버들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 편광기들이다. 가리개의 적어도 하나의 광학 컴포넌트는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 프레임에서의 이동을 위해 장착되는 MEMS(micro-electro-mechanical system) 패널들의 제 1 어레이를 포함한다. [00193] The array of MEMS louvers comprises, in one or more embodiments, a plurality of polarizing louvers carried by an optically transparent substrate, wherein the individual polarization states of each of the louvers are selectively controllable. The louvers of the first and second arrays of MEMS panels are, in one or more embodiments, polarizers. At least one optical component of the visor includes, in one or more embodiments, a first array of micro-electro-mechanical system (MEMS) panels mounted for movement in a frame.
[00194] MEMS 패널들의 제 1 어레이의 패널들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 프레임에서의 이동을 위해 슬라이딩가능하게 장착된다. MEMS 패널들의 제 1 어레이의 패널들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 프레임에서의 이동을 위해 피봇가능하게 장착된다. MEMS 패널들의 제 1 어레이의 패널들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 프레임에서의 이동을 위해 병진적으로 그리고 피봇가능하게 장착된다. 패널들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 무아레 패턴을 생성하기 위해 이동가능하다. 가리개의 적어도 하나의 광학 컴포넌트는 프레임에서의 이동을 위해 장착되는 MEMS 패널들의 제 2 어레이를 더 포함하고, 제 2 어레이는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 어레이와 스택 구성으로 있다. MEMS 패널들의 제 1 및 제 2 어레이들의 패널들은 편광기들이다. 가리개의 적어도 하나의 광학 컴포넌트는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 반사기 어레이를 포함한다. [00194] The panels of the first array of MEMS panels, in one or more embodiments, are slidably mounted for movement in the frame. The panels of the first array of MEMS panels are pivotally mounted for movement in a frame, in one or more embodiments. The panels of the first array of MEMS panels are mounted translationally and pivotally for movement in the frame, in one or more embodiments. In one or more embodiments, the panels are movable to produce a moiré pattern. At least one optical component of the visor further comprises a second array of MEMS panels mounted for movement in the frame and the second array is in a first array and stack configuration in one or more embodiments . The panels of the first and second arrays of MEMS panels are polarizers. The at least one optical component of the visor includes, in one or more embodiments, a reflector array.
[00195] 다른 실시예에서, 시스템은 외부 환경으로부터 광을 수신하고 광을 하나 또는 그 초과의 공간 광 변조기들에 지향시키기 위한 적어도 하나의 도파관을 포함하고, 하나 또는 그 초과의 공간 광 변조기들은 사용자의 시야의 상이한 부분들에서 수신된 광을 선택적으로 감쇠시킨다. 적어도 하나의 도파관은 제 1 및 제 2 도파관들을 포함하고, 제 2 도파관은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, SLM들을 나가는 광을 사용자 눈에 전달하도록 구성된다. [00195] In another embodiment, the system includes at least one waveguide for receiving light from an external environment and directing the light to one or more spatial light modulators, wherein one or more spatial light modulators are located within a user's field of view And selectively attenuates the received light at different portions. The at least one waveguide includes first and second waveguides and the second waveguide is configured to transmit light out of the SLMs to the user's eye in one or more embodiments.
[00196] 다른 실시예에서, 방법은 외부 환경으로부터 광을 수신하는 단계, 광을 선택성 감쇠기에 지향시키는 단계, 및 사용자의 시야의 상이한 부분들에서 수신된 광을 선택성 감쇠기를 통해 선택적으로 감쇠시키는 단계를 포함한다. [00196] In another embodiment, the method includes receiving light from an external environment, directing light to the selective attenuator, and selectively attenuating the received light at different portions of the user's view through the selective attenuator .
[00197] 적어도 하나의 도파관은 제 1 및 제 2 도파관들을 포함하고, 제 2 도파관은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, SLM들을 나가는 광을 사용자 눈에 전달하도록 구성된다. 선택성 감쇠기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 공간 광 변조기이다. 공간 광 변조기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, DMD 어레이이다. 광이, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 도파관들을 통해 하나 또는 그 초과의 공간 광 변조기들에 지향된다. 상기 방법은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광을 도파관에 다시 재결합함으로써 광으로 하여금 사용자 눈 쪽으로 부분적으로 나가게 하는 단계를 더 포함한다. 도파관이, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 선택성 감쇠기에 실질적으로 직교하게 배향된다.[00197] The at least one waveguide includes first and second waveguides and the second waveguide is configured to transmit light out of the SLMs to the user's eye in one or more embodiments. The selectivity attenuator is, in one or more embodiments, a spatial light modulator. The spatial light modulator is, in one or more embodiments, a DMD array. In one or more embodiments, the light is directed to one or more spatial light modulators through one or more waveguides. The method further comprises, in one or more embodiments, partially recombining the light into the waveguide so that the light is partially directed towards the user's eye. The waveguide, in one or more embodiments, is oriented substantially orthogonal to the selectable attenuator.
[00198] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 제공하기 위한 광 생성 소스 ― 광 생성 소스는 복수의 마이크로프로젝터들을 포함함 ―, 및 복수의 마이크로프로젝터들로부터 광을 수신하고 광을 사용자 눈에 송신하도록 구성된 도파관을 포함한다. [00198] In another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes: a light generating source for providing light associated with one or more frames of image data, the light generating source including a plurality of micro projectors; and And a waveguide configured to receive light from the plurality of microprojectors and transmit the light to the user's eye.
[00199] 마이크로프로젝터들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 선형 어레이로 배치된다. 마이크로프로젝터들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도파관의 한 에지에 배치된다. 마이크로프로젝터들은 도파관의 다수의 에지들에 배치된다. 마이크로프로젝터들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 2-차원 어레이로 배치된다. 마이크로프로젝터들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 3-차원 어레이로 배치된다. 마이크로프로젝터들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 기판의 다수의 에지들에 배치된다. 마이크로프로젝터들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 다수의 각도들로 배치된다. [00199] The microprojectors are arranged in a linear array, in one or more embodiments. The microprojectors, in one or more embodiments, are disposed at one edge of the waveguide. Microprojectors are placed at multiple edges of the waveguide. The microprojectors, in one or more embodiments, are arranged in a two-dimensional array. The microprojectors, in one or more embodiments, are arranged in a three-dimensional array. The microprojectors, in one or more embodiments, are disposed at a plurality of edges of the substrate. The microprojectors are arranged in multiple angles, in one or more embodiments.
[00200] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지 생성 소스 ― 이미지 데이터는 사용자에게 제공될 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들을 포함함 ―, 및 헤일로(halo)가 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들 주변에서 사용자에 의해 인지되게 하는 방식으로 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들을 렌더링하기 위한 렌더링 엔진을 포함한다. [00200] In another embodiment, a system for displaying virtual content includes an image generation source for providing one or more frames of image data, wherein the image data comprises one or more virtual objects to be presented to the user, and And a rendering engine for rendering one or more virtual objects in such a way that a halo is perceived by the user around one or more virtual objects.
[00201] 상기 시스템은 광 감쇠기를 더 포함하고, 광 감쇠기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 사용자의 시야에 걸쳐 헤일로의 광 강도를 밸런싱한다. [00201] The system further includes an optical attenuator that, in one or more embodiments, balances the light intensity of the halo throughout the user's field of view.
[00202] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하는 단계 ― 이미지 데이터는 사용자에게 제공될 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들을 포함함 ―, 및 헤일로(halo)가 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들 주변에서 사용자에 의해 인지됨으로써 사용자가 가상 오브젝트를 더 보기 쉽게 하는 방식으로 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들을 렌더링하는 단계를 포함하고, 가상 오브젝트는 어두운 가상 오브젝트이다.[00202] In another embodiment, a method for displaying virtual content includes providing one or more frames of image data, the image data including one or more virtual objects to be presented to a user, and a halo ) Is recognized by the user around one or more virtual objects, thereby rendering the virtual object more visible to the user, wherein the virtual object is a dark virtual object .
[00203] 상기 방법은 외부 환경으로부터 수신하는 광을 광 감쇠기를 통해 선택적으로 감쇠시키는 단계를 더 포함하고, 광 감쇠기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 사용자의 시야에 걸쳐 헤일로의 광 강도를 밸런싱한다. [00203] The method further comprises selectively attenuating light received from an external environment through an optical attenuator, wherein the optical attenuator balances the light intensity of the halo over the user ' s view, in one or more embodiments .
[00204] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 실세계의 뷰를 캡쳐하기 위한 카메라 시스템, 실세계의 뷰 위에 겹치는 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들을 디스플레이하는 광학 시-스루 시스템 ― 캡쳐된 뷰는 사용자에게 제공되는 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들을 렌더링하기 위해 사용됨 ―, 및 하나 또는 그 초과의 실제 오브젝트들과 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들 간의 상관성에 적어도 부분적으로 기초하여 실세계의 뷰의 광 강도를 변조함으로써, 어두운 가상 오브젝트가 하나 또는 그 초과의 실제 오브젝트들과 대조적으로 가시적이게 하기 위한 광 강도 모듈을 포함한다. [00204] In another embodiment, a system for displaying virtual content includes, in one or more embodiments, a camera system for capturing a view of the real world, an optical system for displaying one or more virtual objects overlapping a view of the real world, Time-through system - a captured view is used to render one or more virtual objects provided to a user, and at least a portion of the correlation between one or more real objects and one or more virtual objects To modulate the light intensity of the view of the real world based on the light intensity of the dark virtual object, such that the dark virtual object is visible in contrast to one or more real objects.
[00205] 캡쳐된 뷰는 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들 주변에 헤일로를 생성하기 위해 사용되고, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 헤일로는 공간에 걸쳐 희미해진다. 상기 시스템은 광 감쇠기를 더 포함하고, 광 감쇠기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 사용자의 시야에 걸쳐 헤일로의 광 강도를 밸런싱한다. [00205] The captured view is used to generate a halo around one or more virtual objects, and in one or more embodiments, the halo is blurred across the space. The system further includes an optical attenuator that, in one or more embodiments, balances the light intensity of the halo throughout the user's field of view.
[00206] 또 다른 실시예에서, 증강 현실 디스플레이 시스템을 드라이빙하는 방법은 사용자의 시야 상의 위치에서 제 1 가상 오브젝트를 렌더링하는 단계, 및 제 1 가상 오브젝트의 렌더링과 실질적으로 동시에, 사용자의 시야의 렌더링된 제 1 가상 오브젝트에 적어도 공간적으로 근접해서 가시적 강조를 렌더링하는 단계를 포함한다. [00206] In another embodiment, a method of driving an augmented reality display system includes rendering a first virtual object at a location in the user's field of view, and substantially simultaneously rendering the first virtual object, And rendering the visual highlight at least spatially close to the virtual object.
[00207] 가시적 강조를 렌더링하는 단계는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 강도 그레디언트를 갖는 가시적 강조를 렌더링하는 단계를 포함한다. 가시적 강조를 렌더링하는 단계는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가시적 강조의 둘레에 근접해서는 흐리게 하여 가시적 강조를 렌더링하는 단계를 포함한다. [00207] The step of rendering the visible highlight comprises, in one or more embodiments, rendering a visible highlight with intensity gradients. The step of rendering the visible highlight comprises, in one or more embodiments, blurring near the periphery of the visible highlight to render the visible highlight.
[00208] 렌더링된 제 1 가상 오브젝트에 적어도 공간적으로 근접해서 가시적 강조를 렌더링하는 단계는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 렌더링된 제 1 가상 오브젝트에 공간적으로 근접해서 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계를 포함한다. 렌더링된 제 1 가상 오브젝트에 적어도 공간적으로 근접해서 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 렌더링된 제 1 가상 오브젝트보다 더 밝게 되도록 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계를 포함한다.[00208] Rendering the visible highlight at least spatially close to the rendered first virtual object comprises rendering the halo visual effect spatially close to the rendered first virtual object in one or more embodiments do. Rendering the halo visual effect at least spatially close to the rendered first virtual object comprises rendering the halo visual effect to be brighter than the rendered first virtual object in one or more embodiments do.
[00209] 렌더링된 제 1 가상 오브젝트보다 더 밝게 되도록 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 렌더링된 제 1 가상 오브젝트가 어둠의 임계값보다 더 어둡다는 결정에 대한 응답으로 이루어진다. 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 인지되는 3-차원 공간에서 렌더링된 제 1 가상 오브젝트와 별도의 초점면에서 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계를 포함한다. 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 강도 그레디언트를 갖는 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계를 포함한다. 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가림의 암시야 효과를 보상하기 위해서 제 1 가상 오브젝트의 렌더링에 적용되는 가림으로부터 발생하는 어두운 헤일로에 매칭하는 강도 그레디언트를 갖는 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계를 포함[00209] Rendering the halo visual effect to be brighter than the rendered first virtual object is performed in response to a determination that the rendered first virtual object is darker than the dark threshold in one or more embodiments . Rendering the halo visual effect includes rendering the halo visual effect in a focal plane separate from the first virtual object rendered in the perceived three-dimensional space in one or more embodiments. The step of rendering the halo visual effect includes, in one or more embodiments, rendering a halo visual effect having an intensity gradient. The step of rendering the halo visual effect may comprise, in one or more embodiments, having a intensity gradient matching the dark halo resulting from the occlusion applied to the rendering of the first virtual object to compensate for the dark field effect of the occlusion Halo includes steps to render visual effects
[00210] 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 헤일로 가시적 효과의 둘레에 근접해서는 흐리게 하여 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계를 포함한다. 렌더링된 제 1 가시적 오브젝트는 비-원형 둘레를 갖고, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 렌더링된 헤일로 가시적 효과는 비-원형 둘레를 따른다. 렌더링된 제 1 가상 오브젝트에 적어도 공간적으로 근접해서 가시적 강조를 렌더링하는 단계는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 인지되는 3-차원 공간에서 렌더링된 제 1 가상 오브젝트와 별도의 초점면에서 가시적 효과를 렌더링하는 단계를 포함한다. 인지되는 3-차원 공간에서 렌더링된 제 1 가상 오브젝트와 별도의 초점면에서 가시적 효과를 렌더링하는 단계는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 렌더링된 제 1 가상 오브젝트가 렌더링되는 초점면에 대해서 사용자로부터 비교적 멀리 이격된 초점면에서 가시적 효과를 렌더링하는 단계를 포함한다. [00210] The step of rendering the halo visual effect includes, in one or more embodiments, blurring near the halo visual effect to render the halo visual effect. The rendered first visual object has a non-circular perimeter, and in one or more embodiments, the rendered halo visual effect follows a non-circular perimeter. Rendering the visible highlight at least spatially close to the rendered first virtual object comprises, in one or more embodiments, rendering the visible first highlight in a separate focal plane from the first virtual object rendered in the perceivable three- And rendering the effect. The step of rendering the visual effect in a separate focal plane from the first virtual object rendered in the perceived three-dimensional space may comprise, in one or more embodiments, And rendering the visible effect in a focal plane relatively far away from the user.
[00211] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템은 사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지 생성 소스 ― 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들은 적어도 하나의 어두운 가상 오브젝트를 포함함 ―, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 렌더링하기 위한 렌더링 이미지를 포함하고, 렌더링 엔진은 어두운 가상 오브젝트가 사용자에게 가시적이게 하기 위해서 어두운 가상 오브젝트를 청색 가상 오브젝트로서 렌더링한다. [00211] In another embodiment, a system for displaying virtual content includes an image generation source for providing one or more frames of image data to be provided to a user, one or more frames of image data comprising at least one dark virtual object And a rendering image for rendering one or more frames of image data, the rendering engine rendering the dark virtual object as a blue virtual object in order to make the dark virtual object visible to the user.
[00212] 사용자의 시야 상의 위치에서 제 1 가상 오브젝트를 렌더링하는 것은, 하나 이상의 실시예들에서, 제 1 가상 오브젝트의 임의의 어두운 인토네이션들(intonations)을 어두운 청색 컬러로 먼저 변경하는 것을 포함한다.[00212] Rendering a first virtual object at a location in the user's field of view includes, in one or more embodiments, first changing any dark intonations of the first virtual object to a dark blue color.
[00213] 또 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템은 적어도 하나의 도파관 ― 적어도 하나의 도파관은 제 1 단부 및 적어도 하나의 도파관의 길이에 걸쳐 제 1 단부로부터 이격되는 제 2 단부를 갖고, 길이를 따라 광이 내부 전반사를 통해 정의된 각도 전파들로 개별 도파관에 진입함 ―, 적어도 하나의 도파관의 제 1 단부에 광을 광학적으로 반사적으로 다시 결합하기 위해서 적어도 하나의 도파관의 제 1 단부에 적어도 근접해서 포지셔닝된 적어도 하나의 에지 반사기, 및 적어도 하나의 도파관의 제 2 단부에 광을 광학적으로 반사적으로 다시 결합하기 위해서 적어도 하나의 도파관의 제 2 단부에 적어도 근접해서 포지셔닝되는 적어도 하나의 에지 반사기를 포함한다. [00213] In yet another embodiment, a system for transmitting light beams for display of virtual content comprises at least one waveguide-at least one waveguide having a first end and a second end spaced from the first end over the length of the at least one waveguide, Wherein light enters the individual waveguides at angular frequencies defined by total internal reflection along the length of the at least one waveguide to optically reflexively recombine the light at the first end of the at least one waveguide, At least one edge reflector positioned at least proximate to the first end and at least one edge reflector positioned at least near the second end of the at least one waveguide for optically reflectively recombining the light at the second end of the at least one waveguide, And one edge reflector.
[00214] 적어도 하나의 도파관은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광의 적어도 일부를 도파관의 외부에 횡으로 재지향시키는 도파관 내부의 다수의 횡 반사 및/또는 회절 표면들을 갖는다. 횡 반사 및/또는 회절 표면들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 저 회절 효율 회절 광학 엘리먼트들(DOE들)이다. 적어도 하나의 도파관의 제 1 단부에 적어도 근접해서 포지셔닝된 적어도 하나의 에지 반사기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 하나의 도파관의 제 1 단부에 적어도 근접해서 포지셔닝된 복수의 반사기들을 포함한다. [00214] The at least one waveguide has a plurality of transverse reflective and / or diffractive surfaces within the waveguide that, in one or more embodiments, redirect at least a portion of the light transversely to the exterior of the waveguide. The transverse reflectivity and / or diffraction surfaces are, in one or more embodiments, low diffraction efficiency diffractive optical elements (DOEs). The at least one edge reflector positioned at least near the first end of the at least one waveguide includes a plurality of reflectors positioned at least near the first end of the at least one waveguide in one or more embodiments do.
[00215] 적어도 하나의 도파관의 제 2 단부에 적어도 근접해서 포지셔닝된 적어도 하나의 에지 반사기는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 하나의 도파관의 제 2 단부에 적어도 근접해서 포지셔닝된 복수의 반사기들을 포함한다. 적어도 하나의 도파관은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 단일 도파관이다.[00215] The at least one edge reflector positioned at least proximate to the second end of the at least one waveguide includes a plurality of positioned reflectors at least adjacent to the second end of the at least one waveguide in one or more embodiments do. The at least one waveguide is, in one or more embodiments, a single waveguide.
[00216] 또 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템은 복수의 평판 도파관들을 포함하는 도파관 어셈블리를 포함하고, 평판 도파관들 각각은 평판 도파관의 두께에 걸쳐 서로 대향되는 적어도 두 개의 평면 평행 주 면들, 제 1 단부, 및 도파관의 길이에 걸쳐 제 1 단부에 대향되는 제 2 단부를 각각 갖고, 길이를 따라 광이 내부 전반사를 통해 정의된 각도들 전파들로 개별 도파관에 진입하고, 두 개의 평면 주 에지들이 도파관의 폭에 걸쳐 서로 대향되며, 평판 도파관들의 3-차원 어레이를 형성하기 위해서 복수의 평판 도파관들이 평판 도파관들의 두께들 방향과 평행한 제 1 축을 따라 그리고 평판 도파관들의 폭들과 평행한 제 2 축을 따라 스택된 구성으로 된다. [00216] In another embodiment, a system for transmitting light beams for display of virtual content comprises a waveguide assembly comprising a plurality of flat waveguides, each flat waveguide having at least two Each having a plane parallel perimeters, a first end, and a second end opposite the first end over the length of the waveguide, wherein light enters the individual waveguides at angles propagated through the total internal reflection, Two planar major edges are opposed across the width of the waveguide and a plurality of planar waveguides are arranged along a first axis parallel to the thicknesses of the planar waveguides and along the widths of the planar waveguides And is stacked along a parallel second axis.
[00217] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 제 1 축의 방향으로 스택되는 적어도 세 개의 평판 도파관들이 존재한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 제 2 축의 방향으로 스택되는 적어도 세 개의 평판 도파관들이 존재한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 제 2 축의 방향으로 스택되는 적어도 세 개의 평판 도파관들이 존재한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 제 1 축을 따른 스택의 연속적인 평판 도파관들은 서로 바로 인접하고, 제 2 축을 따른 스택의 연속적인 평판 도파관들은 서로 바로 인접하다. 도파관 어셈블리는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 평판 도파관들 중 적어도 하나 도파관의 적어도 하나의 표면 상에 운반되는 복수의 반사 층들을 더 포함한다.[00217] In one or more embodiments there are at least three flat waveguides stacked in the direction of the first axis. In one or more embodiments there are at least three flat waveguides stacked in the direction of the second axis. In one or more embodiments there are at least three flat waveguides stacked in the direction of the second axis. In one or more embodiments, the continuous plate waveguides of the stack along the first axis are immediately adjacent to each other, and the continuous plate waveguides of the stack along the second axis are immediately adjacent to each other. The waveguide assembly further includes a plurality of reflective layers carried on at least one surface of at least one of the planar waveguides in one or more embodiments.
[00218] 반사 층들은 완전히 반사성인 금속화 코팅을 포함한다. 반사 층들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 파장 특정 반사기를 포함한다. 반사 층들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 제 1 또는 제 2 축들 중 적어도 하나를 따른 평판 도파관들의 각각의 연속적인 쌍의 평판 도파관들을 분리한다. 반사 층들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 제 1 및 제 2 축들 모두를 따른 평판 도파관들의 각각의 연속적인 쌍의 평판 도파관들을 분리한다. [00218] The reflective layers include fully reflective metallic coatings. The reflective layers comprise wavelength-specific reflectors in one or more embodiments. The reflective layers separate planar waveguides of each successive pair of planar waveguides along at least one of the first or second axes in one or more embodiments. The reflective layers separate planar waveguides of each successive pair of planar waveguides along both the first and second axes in one or more embodiments.
[00219] 다수의 평판 도파관들 각각은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 개별 평판 도파관에 의해 수신되는 광의 적어도 일부를 평판 도파관의 외부에 횡으로 재지향시키는 다수의 횡 반사 및/또는 회절 표면들을 포함한다. 횡 반사 및/또는 회절 표면들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 개별 평판 도파관의 주 면들 사이에서 개별 평판 도파관들에 샌드위치된 회절 광학 엘리먼트들을 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 회절 광학 엘리먼트들은 초점 거리를 변경하도록 선택적으로 동작가능하다.[00219] Each of the plurality of planar waveguides includes a plurality of transverse reflective and / or diffractive surfaces that laterally redirect at least a portion of the light received by the individual planar waveguides to the outside of the planar waveguide in one or more embodiments. The transverse reflector and / or diffractive surfaces comprise diffractive optical elements sandwiched between separate planar waveguides between the major faces of the individual planar waveguides in one or more embodiments. In one or more embodiments, the diffractive optical elements are selectively operable to change the focal length.
[00220] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 축은 곡선형 축이고, 도파관 어셈블리의 적어도 하나의 세트의 평판 도파관들 각각의 주 에지들 중 적어도 하나는 단일 라인에 초점하도록 배향되고, 단일 라인은 평판 도파관들의 길이들에 평행하다. [00220] In one or more embodiments, the first axis is a curved axis and at least one of the major edges of each of the planar waveguides of at least one set of waveguide assemblies is oriented to focus on a single line, The lengths of which are parallel to each other.
[00221] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 광 프로젝터 ― 광 프로젝터는 섬유 스캐닝 디스플레이임 ―; 및 광을 사용자 눈으로 가변적으로 편향시키기 위한 도파관 어셈블리를 포함하고, 도파관은 눈 쪽으로 오목하게 곡선형이다. [00221] In one or more embodiments, a system for displaying virtual content to a user includes, in one or more embodiments, a light projector for projecting light associated with one or more frames of image data, - the optical projector is a fiber scanning display; And a waveguide assembly for variably deflecting light to the user's eye, wherein the waveguide is curved concave towards the eye.
[00222] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 곡선형 도파관이 시야를 확장시킨다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 곡선형 도파관이 효율적으로 광을 사용자 눈으로 지향시킨다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 곡선형 도파관이 시간-가변적 그레이팅을 포함함으로써, 섬유 스캐닝 디스플레이에 대한 광을 스캐닝하기 위한 축을 생성한다. [00222] In one or more embodiments, the curved waveguide extends the field of view. In one or more embodiments, the curved waveguide efficiently directs light to the user's eye. In one or more embodiments, the curved waveguide includes a time-variable grating to create an axis for scanning light for the fiber scanning display.
[00223] 다른 실시예에서 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광을 수신하기 위한 입구, 및 입구에서 수신되는 광의 적어도 일부를 사용자 눈 쪽으로의 투과성 빔 스플리터 기판 외부에 횡으로 재지향시키기 위해서 입구에 대해 각도를 이루는 다수의 내부 반사 또는 회절 표면들을 갖는 투과성 빔 스플리터 기판 ― 다수의 반사 또는 회절 표면들은 투과성 빔 스플리터 기판의 종축을 따라 이격된 복수의 횡 반사 및/또는 회절 표면들을 포함하고, 횡 반사 및/도는 회절 표면들 각각은 입구에서 수신된 광의 적어도 일부를 사용자 눈 쪽으로의 광학 경로를 따라 투과성 빔 스플리터 기판 외부에 횡으로 재지향시키기 위해서 입구에 대해 각도를 이루거나 각도를 이루는 것이 가능함 ―; 투과성 빔 스플리터에 광을 송신하기 위한 광 생성 시스템; 및 이미지 정보를 디스플레이 시스템에 제공하기 위해서 디스플레이 시스템에 통신가능하게 결합되는 로컬 제어기를 포함하고, 로컬 제어기는 적어도 하나의 프로세서, 및 적어도 하나의 프로세서에 통신가능하게 결합된 적어도 하나의 비일시적 프로세서 판독가능 매체들을 포함하고, 적어도 하나의 비일시적 프로세서 판독가능 매체들은, 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 적어도 하나의 프로세서로 하여금 데이터를 프로세싱, 캐싱 및 저장하는 것 중 적어도 하나를 행하고 그리고 사용자에 대한 가상 또는 증강 현실 가시적 경험 중 적어도 하나를 생성하기 위해 이미지 정보를 디스플레이에 제공하게 하는 프로세서-실행가능 명령들 또는 데이터 중 적어도 하나를 저장한다. [00223] In another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes, in one or more embodiments, an input for receiving light, and at least a portion of the light received at the entrance to a user's eye outside the transmissive beam splitter substrate A transmissive beam splitter substrate having a plurality of internal reflective or diffractive surfaces angled with respect to the entrance to redirect transversely, the plurality of reflective or diffractive surfaces having a plurality of transverse reflections and / or diffractive surfaces spaced along the longitudinal axis of the transmissive beam- Wherein each of the transversal and / or diffractive surfaces are angled or angled relative to the entrance to reflect at least a portion of the light received at the entrance transversely to the exterior of the transmissive beam splitter substrate along the optical path towards the user's eye, It is possible to constitute -; A light generating system for transmitting light to the transmissive beam splitter; And a local controller communicatively coupled to the display system to provide image information to the display system, wherein the local controller comprises at least one processor, and at least one non-transitory processor readable communicatively coupled to the at least one processor, And at least one non-volatile processor readable medium, when executed by the at least one processor, causes the at least one processor to perform at least one of processing, caching, and storing data, At least one of processor-executable instructions or data that causes the display to provide image information to generate at least one of a virtual or augmented reality visual experience.
[00224] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 횡 반사 및/또는 회절 표면들은 적어도 하나의 DOE(diffractive optical element)를 포함하고, 다수의 정의된 각도들로 빔 스플리터에 진입하는 시준된 빔은 빔 스플리터의 길이를 따라 내부 전반사되고, 하나 또는 그 초과의 위치들에서 DOE와 교차한다. 적어도 하나의 DOE(diffractive optical element)는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 제 1 그레이팅을 포함한다. 제 1 그레이팅은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 제 1 브래그(Bragg) 그레이팅이다. [00224] In one or more embodiments, the transverse reflector and / or diffractive surfaces comprise at least one diffractive optical element (DOE), and the collimated beam entering the beam splitter at a plurality of defined angles comprises a beam splitter Total internal along the length, and intersects the DOE at one or more locations. At least one diffractive optical element (DOE) comprises a first grating in one or more embodiments. The first grating is a first Bragg grating in one or more embodiments.
[00225] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, DOE는 제 2 그레이팅을 포함하고, 제 1 그레이팅은 제 1 평면 상에 있고, 제 2 그레이팅은 제 2 평면 상에 있으며, 제 2 평면은 제 1 및 제 2 그레이팅들이 모아레 비트(beat) 패턴을 생성하기 위해 상호작용하게 하기 위해서 제 1 평면으로부터 이격된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 그레이팅은 제 1 피치를 갖고, 제 2 그레이팅은 제 2 피치를 갖고, 제 1 피치는 제 2 피치와 동일하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 그레이팅은 제 1 피치를 갖고, 제 2 그레이팅은 제 2 피치를 갖고, 제 1 피치는 제 2 피치와 상이하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 그레이팅 피치는 시간에 걸쳐 제 1 그레이팅 피치를 변경하도록 제어가능하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 그레이팅은 탄성 물질을 포함하고, 기계적 변형이 이루어진다. [00225] In one or more embodiments, the DOE comprises a second grating, wherein the first grating is on a first plane, the second grating is on a second plane, and the second plane comprises a first and a second The gratings are spaced from the first plane to allow them to interact to create a moiré beat pattern. In one or more embodiments, the first grating has a first pitch, the second grating has a second pitch, and the first pitch is equal to the second pitch. In one or more embodiments, the first grating has a first pitch, the second grating has a second pitch, and the first pitch is different from the second pitch. In one or more embodiments, the first grating pitch is controllable to change the first grating pitch over time. In one or more embodiments, the first grating comprises a resilient material, and a mechanical deformation is made.
[00226] 제 1 그레이팅은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 기계적 변형이 이루어지는 탄성 물질에 의해 운반된다. 제 1 그레이팅 피치는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시간에 걸쳐 제 1 그레이팅 피치를 변경하도록 제어가능하다. 제 2 그레이팅 피치는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시간에 걸쳐 제 2 그레이팅 피치를 변경하도록 제어가능하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 그레이팅은 적어도 하나의 ON 상태 및 OFF 상태를 갖는 전기-활성 그레이팅이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 그레이팅은 폴리머 분산 액정을 포함하고, 폴리머 분산 액정의 복수의 액정 드롭릿들(droplets)이 제 1 그레이팅의 굴절률을 변경하도록 제어가능하게 활성화된다. [00226] The first grating is carried in one or more embodiments by an elastic material that undergoes mechanical deformation. The first grating pitch is controllable to change the first grating pitch over time in one or more embodiments. The second grating pitch is controllable to change the second grating pitch over time in one or more embodiments. In one or more embodiments, the first grating is an electro-active grating having at least one ON state and an OFF state. In one or more embodiments, the first grating comprises a polymer dispersed liquid crystal, and a plurality of liquid crystal droplets of the polymer dispersed liquid crystal is controllably activated to change the refractive index of the first grating.
[00227] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 그레이팅은 시간-가변적 그레이팅이고, 제 1 그레이팅은 시간-가변적 그레이팅이고, 로컬 제어기는 디스플레이의 시야를 확장하기 위해서 적어도 제 1 그레이팅을 제어한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 그레이팅은 시간-가변적 그레이팅이고, 로컬 제어기는 색수차(chromatic aberration)를 정정하기 위해 적어도 제 1 그레이팅의 시간-가변적 제어를 이용한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 로컬 제어기는 이미지의 대응하는 픽셀의 청색 또는 녹색 서브-픽셀 중 적어도 하나에 대해서 이미지의 픽셀의 적색 서브-픽셀의 배치를 변경하기 위해 적어도 제 1 그레이팅을 드라이빙한다. 로컬 제어기는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 아웃바운드 이미지 패턴에서 갭을 채우기 위해서 사출 패턴을 측방향으로 시프트하기 위해 적어도 제 1 그레이팅을 드라이빙한다. [00227] In one or more embodiments, the first grating is a time-variable grating, the first grating is a time-variable grating, and the local controller controls at least a first grating to extend the view of the display. In one or more embodiments, the first grating is a time-variable grating, and the local controller uses at least a time-varying control of the first grating to correct chromatic aberration. In one or more embodiments, the local controller drives at least a first grating to change the red sub-pixel placement of the pixels of the image for at least one of the blue or green sub-pixels of a corresponding pixel of the image do. The local controller drives at least the first grating to laterally shift the projection pattern to fill the gap in the outbound image pattern in one or more embodiments.
[00228] 적어도 하나의 DOE 엘리먼트는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 원형-대칭 항(term)을 갖는다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 하나의 DOE 엘리먼트는 제 1 선형 항을 갖고, 제 1 선형 항은 제 1 원형-대칭 항과 합산된다. 원형-대칭 항은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 제어가능하다. 적어도 하나의 DOE 엘리먼트는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 제 2의 제 1 원형-대칭 항을 갖는다. 적어도 하나의 DOE(diffractive optical) 엘리먼트는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 제 1 DOE를 포함한다. 제 1 DOE는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 원형 DOE이다. [00228] The at least one DOE element has, in one or more embodiments, a first round-symmetric term. In one or more embodiments, the at least one DOE element has a first linear term and the first linear term is summed with the first circular-symmetric term. The circular-symmetry term is controllable in one or more embodiments. At least one DOE element has a second first circular-symmetric term in one or more embodiments. The at least one diffractive optical (DOE) element comprises a first DOE in one or more embodiments. The first DOE is a circular DOE in one or more embodiments.
[00229] 원형 DOE는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 시간-가변적 DOE이다. 원형 DOE는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 초점 변조를 위해 도파관에 관련해서 계층화된다. 원형 DOE의 회절 패턴은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 정적이다. 원형 DOE의 회절 패턴은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 동적이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 추가적인 원형 DOE들을 포함하고, 추가적인 원형 DOE들은 많은 초점 레벨들이 적은 수의 스위칭가능 DOE들을 통해 달성되게 하기 위해서 원형 DOE에 관련해서 포지셔닝된다. [00229] The circular DOE is a time-varying DOE in one or more embodiments. The circular DOE is layered relative to the waveguide for focus modulation in one or more embodiments. The diffraction pattern of the circular DOE is static in one or more embodiments. The diffraction pattern of the circular DOE is dynamic in one or more embodiments. In one or more embodiments, the system includes additional circular DOEs, and additional circular DOEs are positioned relative to the circular DOE so that many focus levels are achieved through a small number of switchable DOEs.
[00230] 시스템은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 스위칭가능 DOE 엘리먼트들의 행렬을 더 포함한다. 행렬은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 시야를 확장하기 위해 활용된다. 행렬은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 사출 동공의 크기를 확장하기 위해서 활용된다. [00230] The system further includes a matrix of switchable DOE elements in one or more embodiments. The matrix is utilized to extend the field of view in one or more embodiments. The matrix is utilized to extend the size of the exit pupil in one or more embodiments.
[00231] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광 빔들을 프로젝팅하기 위한 광 프로젝팅 시스템; 및 프로젝팅된 광 빔들을 수신하고 광 빔들을 원하는 초점로 전달하기 위한 DOE(diffractive optical element)를 포함하고, DOE는 원형 DOE이다. [00231] In one or more embodiments, a system for displaying virtual content to a user includes, in one or more embodiments, at least one or more of the following: light for projecting light beams associated with one or more frames of image data Projecting system; And a diffractive optical element (DOE) for receiving the projected light beams and delivering the light beams to a desired focus, wherein the DOE is a circular DOE.
[00232] DOE는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 선형 DOE 항의 각도를 조정하기 위해서 단일 축을 따라 스트레칭가능하다. DOE는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 멤브레인, 및 시간에 걸친 Z-축 제어 및 초점의 변경을 제공하기 위해 Z-축에서의 진동 운동을 통해 멤브레인을 선택적으로 진동시키도록 동작가능한 적어도 하나의 트랜스듀서를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, DOE의 피치가 스트레칭가능 매체를 물리적으로 스트레칭함으로써 조정될 수 있게 하기 위해서, DOE는 스트레칭가능 매체에 임베딩된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, DOE는 두 개의 축으로 스트레칭되고, DOE의 스트레칭은 DOE의 초점 길이에 영향을 준다. 시스템은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 복수의 원형 DOE들을 더 포함하고, DOE들은 Z-축을 따라 스택된다. 원형 DOE가 포커서 변조를 위해 도파관 앞에 계층화된다. DOE는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 정적이다. [00232] The DOE is stretchable along a single axis to adjust the angle of the linear DOE term in one or more embodiments. The DOE may be used in one or more embodiments to provide at least one, at least one, and / or at least one And a transducer. In one or more embodiments, the DOE is embedded in a stretchable medium so that the pitch of the DOE can be adjusted by physically stretching the stretchable media. In one or more embodiments, the DOE is stretched in two axes, and the stretching of the DOE affects the focal length of the DOE. The system further includes a plurality of circular DOEs in one or more embodiments, and the DOEs are stacked along the Z-axis. The circular DOE is layered before the waveguide for focuser modulation. The DOE is static in one or more embodiments.
[00233] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광 빔들을 프로젝팅하기 위한 광 프로젝팅 시스템; 임의의 DOE들(diffractive optical elements)이 없는 제 1 도파관 ― 제 1 도파관은 다수의 정의된 각도들로 제 1 도파관에 의해 수신된 광을 내부 전반사를 통해 제 1 도파관의 길이의 적어도 일부를 따라 전파하고, 제 1 도파관으로부터 광을 시준된 광으로서 외부적으로 제공함 ―; 적어도 제 1 원형-대칭 DOE(diffractive optical element)를 갖는 제 2 도파관 ― 제 2 도파관은 제 1 도파관으로부터 시준된 광을 수신하도록 광학적으로 결합됨 ―; 및 DOE의 그레이팅들을 제어하기 위한 프로세서를 포함한다. [00233] In one or more embodiments, a system for displaying virtual content to a user includes, in one or more embodiments, at least one or more of the following: light for projecting light beams associated with one or more frames of image data Projecting system; A first waveguide-first waveguide without any DOEs (diffractive optical elements) propagates light received by the first waveguide at a plurality of defined angles along at least a portion of the length of the first waveguide through total internal reflection And externally providing light from the first waveguide as collimated light; A second waveguide having at least a first circular-symmetric diffractive optical element (DOE), the second waveguide being optically coupled to receive the collimated light from the first waveguide; And a processor for controlling the gratings of the DOE.
[00234] 제 1 DOE는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 선택적으로 제어가능하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 디스플레이는 제 1 DOE에 부가하여 복수의 추가적인 DOE들을 포함하고, DOE들은 스택 구성으로 배열된다. 복수의 추가적인 DOE들의 DOE들 각각은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 선택적으로 제어가능하다. 로컬 제어기는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 디스플레이를 통과하는 광의 초점을 동적으로 변조하기 위해서 제 1 DOE 및 복수의 추가적인 DOE들을 제어한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 프로세서는 다수의 초점 레벨들을 실현하기 위해서 제 1 DOE 및 복수의 추가적인 DOE들을 선택적으로 각각 스위칭하고, 실현가능 초점 레벨들의 수는 스택에 있는 DOE들의 총 수보다 크다. [00234] The first DOE is selectively controllable in one or more embodiments. In one or more embodiments, the display comprises a plurality of additional DOEs in addition to the first DOE, and the DOEs are arranged in a stack configuration. Each of the DOE's of a plurality of additional DOEs is selectively controllable in one or more embodiments. The local controller controls the first DOE and the plurality of additional DOEs to dynamically modulate the focus of light passing through the display in one or more embodiments. In one or more embodiments, the processor selectively switches respectively the first DOE and the plurality of additional DOEs to realize multiple focus levels, and the number of feasible focus levels is greater than the total number of DOEs in the stack Big.
[00235] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 스택에 있는 DOE들 각각은 개별 광학 파워를 갖고, 스택에 있는 DOE들의 광학 파워는 서로에 대해 추가적으로 정적으로 제어가능하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 스택에 있는 DOE들 중 적어도 하나의 개별 광학 파워는 스택에 있는 DOE들의 적어도 다른 하나의 개별 광학 파워의 두 배이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 프로세서는 시간에 걸쳐 DOE들의 개별 선형 및 방사상 항들을 변조하기 위해서 제 1 DOE 및 복수의 추가적인 DOE들을 선택적으로 각각 스위칭한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 프로세서는 프레임 순차적 기반으로 제 1 DOE 및 복수의 추가적인 DOE들을 선택적으로 각각 스위칭한다. [00235] In one or more embodiments, each of the DOEs in the stack has discrete optical power, and the optical powers of the DOEs in the stack are additionally statically controllable relative to each other. In one or more embodiments, the discrete optical power of at least one of the DOEs in the stack is twice the discrete optical power of at least one other of the DOEs in the stack. In one or more embodiments, the processor selectively switches the first DOE and the plurality of additional DOEs, respectively, to modulate the individual linear and radial terms of the DOEs over time. In one or more embodiments, the processor selectively switches the first DOE and the plurality of additional DOEs on a frame sequential basis, respectively.
[00236] DOE들의 스택은 폴리머 분산 액정 엘리먼트들의 스택을 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 인가되는 전압의 부재 시에, 호스트 매체 굴절률은 폴리머 분산 액정 엘리먼트들의 분산된 분자들의 세트의 굴절률과 매칭한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 폴리머 분산 액정 엘리먼트들은 호스트 매체의 어느 한 사이드 상의 다수의 투명 인듐 주석 산화물 층 전극 및 리튬 니오베이트(lithium niobate)의 분자들을 포함하고, 리튬 니오베이트의 분산된 분자들은 호스트 매체 내에서 굴절률을 제어가능하게 변경하고 회절 패턴을 기능적으로 형성한다. [00236] The stack of DOEs includes a stack of polymer dispersed liquid crystal elements. In one or more embodiments, in the absence of an applied voltage, the host medium index of refraction matches the index of refraction of the set of dispersed molecules of polymer dispersed liquid crystal elements. In one or more embodiments, the polymer dispersed liquid crystal elements comprise a plurality of transparent indium tin oxide layer electrodes on either side of the host medium and molecules of lithium niobate, The molecules controllably change the refractive index in the host medium and functionally form a diffraction pattern.
[00237] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 사용자에게 프로젝팅하는 단계; 광을 제 1 도파관에서 수신하고 ― 제 1 도파관은 어떤 회절 광학 엘리먼트들도 없음 ―, 광을 내부 반사를 통해 전파하는 단계; 및 적어도 제 1 원형-대칭 DOE(diffractive optical element)를 갖는 제 2 도파관에서 시준된 광을 수신하는 단계를 포함하고, 제 2 도파관은 제 1 도파관으로부터 시준된 광을 수신하기 위해 광학적으로 결합되고, 원형 대칭 DOE의 그레이팅이 변경되며, 제 1 도파관 및 제 2 도파관은 DOE들의 스택에 어셈블링된다. [00237] In another embodiment, a method for displaying virtual content includes, in one or more embodiments, projecting light associated with one or more frames of image data to a user; Receiving light at a first waveguide - the first waveguide has no diffractive optical elements - propagating light through an inner reflection; And receiving collimated light in a second waveguide having at least a first circular-symmetric diffractive optical element (DOE), wherein the second waveguide is optically coupled to receive the collimated light from the first waveguide, The grating of the circularly symmetric DOE is changed and the first waveguide and the second waveguide are assembled in the stack of DOEs.
[00238] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 광학 엘리먼트는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광을 수신하도록 포지셔닝된 적어도 하나의 DOE(diffractive optical element)를 포함하고, 적어도 하나의 DOE는 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들 각각을 위한 적어도 하나의 전극을 갖는 복수의 별도로 어드레싱가능한 섹션들의 제 1 어레이를 포함하고, 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들 각각은 적어도 제 1 상태와 제 2 상태 사이에서 선택적으로 스위칭하도록 적어도 하나의 개별 전극을 통해 수신되는 적어도 하나의 개별 신호에 반응하며, 제 2 상태는 제 1 상태와 상이하다. [00238] In one or more embodiments, an optical element for displaying virtual content to a user comprises, in one or more embodiments, at least one diffractive optical element (DOE) positioned to receive light, The at least one DOE comprises a first array of a plurality of separately addressable sections having at least one electrode for each of the separately addressable sub-sections, each of the separately addressable sub-sections having at least a first state and a second state Wherein the second state is different from the first state, wherein the second state is different from the first state.
[00239] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 인접하게 어드레싱가능한 서브섹션들을 멀티플렉싱함으로써 시야가 확장된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 상태는 ON 상태이고, 제 2 상태는 OFF 상태이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들 각각은 적어도 두 개의 인듐 주석 산화물 전극들의 개별 세트를 갖는다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 하나의 DOE의 복수의 별도로 어드레싱가능한 섹션들의 제 1 어레이는 1-차원 어레이이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 하나의 DOE의 복수의 별도로 어드레싱가능한 섹션들의 제 1 어레이는 2-차원 어레이이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 별도로 어드레싱가능한 섹션들의 제 1 어레이는 제 1 평판 층 상에 상주하는 제 1 DOE의 섹션들이다. [00239] In one or more embodiments, the field of view is expanded by multiplexing adjacent addressable subsections. In one or more embodiments, the first state is an ON state and the second state is an OFF state. In one or more embodiments, each of the separately addressable sub-sections has a separate set of at least two indium tin oxide electrodes. In one or more embodiments, the first array of the plurality of separately addressable sections of the at least one DOE is a one-dimensional array. In one or more embodiments, the first array of the plurality of separately addressable sections of the at least one DOE is a two-dimensional array. In one or more embodiments, the first array of separately addressable sections are sections of the first DOE that reside on the first planar layer.
[00240] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 하나의 DOE는 적어도 제 2 DOE를 포함하고, 제 2 DOE는 별도로 어드레싱가능한 서브섹션 각각에 대한 적어도 하나의 전극을 갖는 복수의 별도로 어드레싱가능한 섹션들의 제 2 어레이를 포함하고, 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들 각각은 적어도 제 1 상태와 제 2 상태 사이에서 선택적으로 스위칭하도록 적어도 하나의 개별 전극을 통해 수신되는 적어도 하나의 개별 신호에 반응하고, 제 2 상태는 제 1 상태와 상이하고, DOE들의 제 2 어레이는 제 2 평판 층 상에 상주하며, 제 2 평판 층은 제 1 평판 층과 스택 구성으로 있다. [00240] In one or more embodiments, at least one DOE comprises at least a second DOE, and the second DOE comprises a plurality of separately addressable sections having at least one electrode for each separately addressable sub-section, Each of the separately addressable subsections responsive to at least one discrete signal received via at least one discrete electrode to selectively switch between at least a first state and a second state, 1 state, the second array of DOEs resides on the second flat plate layer, and the second flat plate layer is in stacked configuration with the first flat plate layer.
[00241] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 하나의 DOE는 적어도 제 3 DOE를 포함하고, 제 3 DOE는 별도로 어드레싱가능한 서브섹션 각각에 대한 적어도 하나의 전극을 갖는 복수의 별도로 어드레싱가능한 섹션들의 제 3 어레이를 포함하고, 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들 각각은 적어도 제 1 상태와 제 2 상태 사이에서 선택적으로 스위칭하도록 적어도 하나의 개별 전극을 통해 수신되는 적어도 하나의 개별 신호에 반응하고, 제 2 상태는 제 1 상태와 상이하고, DOE들의 제 3 어레이는 제 3 평판 층 상에 상주하며, 제 3 평판 층은 제 1 및 제 2 평판 층들과 스택 구성으로 있다. [00241] In one or more embodiments, the at least one DOE comprises at least a third DOE, and the third DOE comprises a third plurality of separately addressable sections having at least one electrode for each separately addressable sub- Each of the separately addressable subsections responsive to at least one discrete signal received via at least one discrete electrode to selectively switch between at least a first state and a second state, 1 state, the third array of DOEs resides on the third planar layer, and the third planar layer is stacked with the first and second planar layers.
[00242] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들의 제 1 어레이는 단일 평판 도파관에 임베딩된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 로컬 제어부는 선택적으로 제 1 시간에는 평판 도파관으로부터 시준된 광을 방출하고 제 2 시간에는 평판 도파관으로부터 발산 광을 방출하도록 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들을 제어하고, 제 2 시간은 제 1 시간과 상이하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 로컬 제어부는 선택적으로 제 1 시간에는 평판 도파관으로부터 제 1 방향으로 방출하고 제 2 시간에는 평판 도파관으로부터 제 2 방향으로 광을 방출하도록 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들을 제어하고, 제 2 방향은 제 1 방향과 상이하다. [00242] In one or more embodiments, the first array of separately addressable subsections is embedded in a single plate waveguide. In one or more embodiments, the local control selectively controls separately addressable subsections to emit collimated light from the planar waveguide at a first time and emit divergent light from the planar waveguide at a second time, 2 hours is different from the first time. In one or more embodiments, the local control selectively controls separately addressable subsections to emit in a first direction from the planar waveguide at a first time and in a second direction from a planar waveguide at a second time And the second direction is different from the first direction.
[00243] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 로컬 제어부는 시간에 걸쳐 일 방향으로 광을 선택적으로 스캔하도록 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들을 제어한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 로컬 제어부는 시간에 걸쳐 광을 선택적으로 초점하도록 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들을 제어한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 로컬 제어부는 시간에 걸쳐 사출 동공의 시야를 선택적으로 변경하도록 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들을 제어한다.[00243] In one or more embodiments, the local control controls separately addressable subsections to selectively scan light in one direction over time. In one or more embodiments, the local control controls separately addressable subsections to selectively focus the light over time. In one or more embodiments, the local control controls separately addressable subsections to selectively change the field of view of the exit pupil over time.
[00244]
하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 파라미터들의 정의된 세트에 대한 시야의 크기를 증가시키기 위한 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트를 포함하고, 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트는 제 1 곡선형 표면, 제 2 곡선형 표면 및 제 3 곡선형 표면을 포함하고, 제 1 곡선형 표면은 적어도 부분적으로는 광학적으로 투과성이고 굴절성이며, 제 1 곡선형 표면을 통해 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트에 의해 수신되는 광에 대한 초점 변경을 부여하고, 제 2 곡선형 표면은 제 1 곡선형 표면으로부터 제 2 곡선형 표면에 의해 수신되는 광을 제 3 곡선형 표면 쪽으로 적어도 부분적으로 반사하고, 제 3 곡선형 표면으로부터 제 2 곡선형 표면에 의해 수신된 광을 통과시키며, 제 3 곡선형 표면은 제 2 곡선형 표면을 통해 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트 밖으로 광을 적어도 부분적으로 반사한다. [00244]
In one or more embodiments, the system includes, in one or more embodiments, a first free-form reflective and lens optical component for increasing the magnitude of the field of view for a defined set of optical parameters, Wherein the one-freestyle reflection and lens optical component comprises a first curved surface, a second curved surface, and a third curved surface, wherein the first curved surface is at least partially optically transmissive and refractive, Shaped surface and imparts a focus change to the light received by the lens optic component through the mold surface and the second curved surface imparts light received by the second curved surface from the first curved surface to the third free- At least partially reflecting towards the curved surface, passing the light received by the second curved surface from the third curved surface, and the third
[00245] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 1 곡선형 표면은 개별 자유형 곡선형 표면이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 1 곡선형 표면은 무비점수차(stigmatism)를 광에 부가한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 3 곡선형 표면은 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 1 곡선형 표면에 의해 부가되는 무비점수차를 취소하기 위해서 정반대 무비점수차를 부가한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 2 곡선형 표면은 개별 자유형 곡선형 표면이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 2 곡선형 표면은 제 3 곡선형 표면 쪽으로 내부 전반사에 의해 반사될 광의 정의된 각도들로 반사한다. [00245] In one or more embodiments, the first curved surface of the first free-form reflective and lens optical component is a discrete free-form curved surface. In one or more embodiments, the first curved surface of the first free-form reflective and lens optical component adds cinematic stigmatism to the light. In one or more embodiments, the third curved surface of the first free-form reflective and lens optical component is opposite to the first free-form surface of the first free-form reflection and the lens curvature surface added by the first curved surface of the lens optical component Adds a movie score difference. In one or more embodiments, the second curved surface of the first free-form reflective and lens optical component is a discrete free-form curved surface. In one or more embodiments, the second free-form reflection and the second curved surface of the lens optical component reflect at defined angles of light to be reflected by internal total reflection toward the third curved surface.
[00246] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 섬유 스캐닝 디스플레이 ― 섬유 스캐닝 디스플레이는 제 1 자유형 광학 엘리먼트에 광을 전달하도록 구성됨 ―; 및 광학 파라미터들의 정의된 세트에 대한 시야의 크기를 증가시키기 위한 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트를 포함하고, 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트는 제 1 곡선형 표면, 제 2 곡선형 표면 및 제 3 곡선형 표면을 포함하고, 제 1 곡선형 표면은 적어도 부분적으로는 광학적으로 투과성이고 굴절성이며, 제 1 곡선형 표면을 통해 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트에 의해 수신되는 광에 대한 초점 변경을 부여하고, 제 2 곡선형 표면은 제 1 곡선형 표면으로부터 제 2 곡선형 표면에 의해 수신되는 광을 제 3 곡선형 표면 쪽으로 적어도 부분적으로 반사하고, 제 3 곡선형 표면으로부터 제 2 곡선형 표면에 의해 수신된 광을 통과시키며, 제 3 곡선형 표면은 제 2 곡선형 표면을 통해 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트 밖으로 광을 적어도 부분적으로 반사한다. [00246] In one or more embodiments, the system includes a fiber scanning display for projecting light associated with one or more frames of image data in one or more embodiments. Configured to transmit light to the optical element; And a first free-form reflective and lens optical component for increasing the magnitude of the field of view for a defined set of optical parameters, wherein the first free-form reflective and lens optical component comprises a first curved surface, a second curved surface, 3 curved surface, the first curved surface being at least partially optically transmissive and refractive and having a first free-form reflection through the first curved surface and a focus change for the light received by the lens optical component And the second curved surface at least partially reflects light received by the second curved surface from the first curved surface toward the third curved surface and extends from the third curved surface to the second curved surface And the third curved surface passes the first free-form reflection through the second curved surface and the light outside the lens optical component Reflect partially.
[00247] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 자유형 광학은 TIR 자유형 광학이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 자유형 광학은 비-균일한 두께를 갖는다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 자유형 광학은 웨지 광학이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 자유형 광학은 원뿔이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 자유형 광학은 임의적인 곡선들에 대응한다. [00247] In one or more embodiments, the free-form optics are TIR free-form optics. In one or more embodiments, the free-form optics have a non-uniform thickness. In one or more embodiments, the free-form optics are wedge optics. In one or more embodiments, the free-form optics are cones. In one or more embodiments, the free-form optics correspond to arbitrary curves.
[00248] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지 생성 소스; 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 제공하기 위한 디스플레이 시스템; 및 제공된 광을 수정하고 광을 사용자에게 전달하기 위한 자유형 광학 엘리먼트를 포함하고, 자유형 광학 엘리먼트는 반사 코팅부를 포함하고, 디스플레이 시스템은 광의 파장이 반사 코팅부의 대응하는 파장과 매칭하게 하기 위해서 자유형 광학 엘리먼트를 조명하도록 구성된다. [00248] In one or more embodiments, the system includes an image generation source for providing one or more frames of image data to be presented to a user in one or more embodiments; A display system for providing light associated with one or more frames of image data; And a free-form optical element for modifying the provided light and delivering the light to a user, wherein the free-form optical element comprises a reflective coating portion, the display system comprising a free-form optical element for matching the wavelength of the light with a corresponding wavelength of the reflective coating, As shown in FIG.
[00249] 하나 또는 그 초과의 자유형 광학 엘리먼트들이 서로에 관련해 타일링된다(tiled). 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 자유형 광학 엘리먼트들이 z 축을 따라 타일링된다. [00249] One or more free-form optical elements are tiled relative to each other. In one or more embodiments, one or more free-form optical elements are tiled along the z-axis.
[00250] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지 생성 소스; 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 제공하기 위한 디스플레이 시스템 ― 디스플레이 시스템은 복수의 마이크로디스플레이들을 포함함 ―; 및 제공된 광을 수정하고 광을 사용자에게 전달하기 위한 자유형 광학 엘리먼트를 포함한다. [00250] In one or more embodiments, the system includes an image generation source for providing one or more frames of image data to be presented to a user in one or more embodiments; A display system for providing light associated with one or more frames of image data, the display system comprising a plurality of microdisks; And a free-form optical element for modifying the provided light and delivering light to the user.
[00251] 하나 또는 그 초과의 자유형 광학이 서로에 관련해 타일링된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 마이크로디스플레이들에 의해 프로젝팅되는 광은 시야를 증가시킨다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 자유형 광학 엘리먼트들은 단지 하나의 컬러만이 특정 자유형 광학 엘리먼트에 의해 전달되게 하도록 구성된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 타일링된 자유형은 별 형상이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 타일링된 자유형 광학 엘리먼트들은 사출 동공의 크기를 증가시킨다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 다른 자유형 광학 엘리먼트를 더 포함하고, 자유형 광학 엘리먼트는 균일한 물질 두께를 생성하는 방식으로 함께 스택된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 다른 자유형 광학 엘리먼트를 더 포함하고, 다른 자유형 광학 엘리먼트는 외부 환경에 대응하는 광을 캡쳐하도록 구성된다. [00251] One or more free-form optics are tiled relative to each other. In one or more embodiments, the light projected by the plurality of microdisplays increases the field of view. In one or more embodiments, the free-form optical elements are configured to allow only one color to be transmitted by a particular free-form optical element. In one or more embodiments, the tiled freeform is a star shape. In one or more embodiments, the tiled free-form optical elements increase the size of the exit pupil. In one or more embodiments, the system further includes other free-form optical elements, and the free-form optical elements are stacked together in a manner that produces a uniform material thickness. In one or more embodiments, the system further comprises another free-form optical element, and the other free-form optical element is configured to capture light corresponding to the external environment.
[00252] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 DMD를 더 포함하고, DMD는 하나 또는 그 초과의 픽셀들을 가리도록 구성된다. 시스템은 하나 또는 그 초과의 LCD들을 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 시스템은 콘택트 렌즈 기판을 더 포함하고, 자유형 광학이 콘택트 렌즈 기판에 결합된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 복수의 마이크로디스플레이들은 큰 사출 동공과 동일한 기능을 집합적으로 형성하는 작은 사출 동공들의 어레이를 제공한다. [00252] In one or more embodiments, the system further comprises a DMD, wherein the DMD is configured to cover one or more pixels. The system further includes one or more LCDs. In one or more embodiments, the system further comprises a contact lens substrate, wherein the free-form optics are coupled to the contact lens substrate. In one or more embodiments, a plurality of microdisplays provide an array of small exit pupils collectively forming the same function as a large exit pupil.
[00253] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 하나의 이미지 소스는 제 1 컬러의 광을 제공하는 적어도 제 1 단색 이미지 소스, 제 2 컬러의 광을 제공하는 적어도 제 2 단색 이미지 소스 ― 제 2 컬러는 제 1 컬러와 상이함 ―, 및 제 3 컬러의 광을 제공하는 적어도 제 3 단색 이미지 소스를 포함하고, 제 3 컬러는 제 1 및 제 2 컬러들과 상이하다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 적어도 제 1 단색 이미지 소스는 스캐닝 섬유들의 제 1 서브그룹을 포함하고, 적어도 제 2 단색 이미지 소스는 스캐닝 섬유들의 제 2 서브그룹을 포함하며, 적어도 제 3 단색 이미지 소스는 스캐닝 섬유들의 제 3 서브그룹을 포함한다. [00253] In one or more embodiments, at least one image source may include at least a first monochromatic image source providing light of a first color, at least a second monochromatic image source providing light of a second color, And at least a third monochromatic image source providing light of a third color, wherein the third color is different from the first and second colors. In one or more embodiments, at least a first monochromatic image source comprises a first subgroup of scanning fibers, at least a second monochromatic image source comprises a second subgroup of scanning fibers, The image source comprises a third subgroup of scanning fibers.
[00254] 시스템은 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트와 적어도 하나의 반사기 사이의 광학 경로에 포지셔닝되는 가리개를 더 포함하고, 가리개는 픽셀 단위 기반으로 광을 선택적으로 가리도록 동작가능하다. 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트는 콘택트 렌즈의 적어도 일부를 형성한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 일부에 광학적으로 결합되는 보상기 렌즈를 더 포함한다. [00254] The system further includes a first free-form reflection and a visor positioned in an optical path between the lens optical component and the at least one reflector, wherein the visor is operable to selectively shield the light on a pixel-by-pixel basis. The first free-form reflective and lens optical component forms at least a portion of the contact lens. In one or more embodiments, the system further comprises a compensator lens optically coupled to the first free-form reflection and a portion of the lens optical component.
[00255] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 시스템은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 광학 파라미터들의 정의된 세트에 대한 시야의 크기를 증가시키기 위한 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트 ― 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트는 제 1 표면, 제 2 표면 및 제 3 표면을 포함하고, 제 1 표면은 제 1 표면을 통해 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트에 의해 수신되는 광에 대해서 적어도 부분적으로는 광학적으로 투과성이고, 제 2 표면은 곡선형이고, 제 1 표면으로부터 제 2 표면에 의해 수신되는 광을 제 3 표면 쪽으로 적어도 부분적으로 반사하고, 제 3 표면으로부터 제 2 표면에 의해 수신된 광을 통과시키며, 제 3 표면은 곡선형이고, 제 2 표면을 통해 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트 밖으로 광을 적어도 부분적으로 반사함 ―; 및 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트 ― 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트는 제 1 표면, 제 2 표면 및 제 3 표면을 포함하고, 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 1 표면은 제 1 표면을 통해 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트에 의해 수신되는 광에 대해서 적어도 부분적으로는 광학적으로 투과성이고, 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 2 표면은 곡선형이고, 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 1 표면으로부터 제 2 표면에 의해 수신되는 광을 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 3 표면 쪽으로 적어도 부분적으로 반사하고, 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 3 표면으로부터 제 2 표면에 의해 수신된 광을 통과시키며, 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 3 표면은 곡선형이고, 제 2 표면을 통해 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트 밖으로 광을 적어도 부분적으로 반사함 ― 를 포함하고, 제 1 및 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트들은 Z-축을 따라서 대향 배향되는 스택된 구성으로 있다. [00255] In one or more embodiments, the system includes a first free-form reflective and lens optical component for increasing the magnitude of the field of view for a defined set of optical parameters in one or more embodiments, And the lens optical component comprises a first surface, a second surface, and a third surface, wherein the first surface is at least partially optically reflective to light received by the first free- Wherein the second surface is curved and reflects light received by the second surface from the first surface at least partially toward the third surface and passes light received by the second surface from the third surface, The third surface is curved and at least partially reflects light out of the first free-form reflection and lens optical component through the second surface; And a second free-form reflective and lens optical component-a second free-form reflective and lens optical component includes a first surface, a second surface, and a third surface, At least partially optically transmissive to light received by the second free-form reflection and lens optical component through the second free-form reflection and lens optic component, the second surface of the second free-form reflection and lens optic component is curved, At least partially reflecting light received by the second surface from the first surface of the component toward a third surface of the second free-form reflection and lens optical component, and from the third surface of the second free- The third surface of the second free-form reflection and lens optic component is curved, and the third surface of the second free- 2 reflective surface, and at least partially reflects light out of the lens optic component through the second free-form reflection and lens optic components, wherein the first and second free-form reflective and lens optical components are in a stacked configuration oriented oppositely along the Z-axis.
[00256] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 2 표면은 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 3 표면에 인접한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 2 표면은 오목하고, 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 3 표면은 볼록하고, 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 3 표면은 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 2 표면을 근접하게 수용한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 1 표면은 평면이고, 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 1 표면은 평면이며, 시스템은, 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 1 표면을 통해 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트에 광학적으로 결합되는 적어도 제 1 프로젝터; 및 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 1 표면을 통해 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트에 광학적으로 결합되는 적어도 제 2 프로젝터를 더 포함한다. [00256] In one or more embodiments, the second surface of the second free-form reflection and lens optical component is adjacent to the third free-form reflection and the third surface of the lens optical component. In one or more embodiments, the second surface of the second free-form reflective and lens optical component is concave, the third free-form reflection and the third surface of the lens optical component are convex, and the first free- Lt; RTI ID = 0.0 > second < / RTI > free-form reflection and the second surface of the lens optical component. In one or more embodiments, the first surface of the first free-form reflective and lens optical component is planar, the first surface of the second free-form reflective and lens optical component is planar, and the system includes a first free- At least a first projector optically coupled to the first free-form reflective and lens optical component through a first surface of the lens optical component; And at least a second projector optically coupled to the second free-form reflective and lens optical component through a first surface of the second free-form reflective and lens optical component.
[00257] 시스템은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 또는 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트들 중 적어도 하나에 의해 운반되는 적어도 하나의 파장 선택성 물질을 더 포함한다. 시스템은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트들에 의해 운반되는 적어도 제 1 파장 선택성 물질 및 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트들에 의해 운반되는 적어도 제 2 파장 선택성 물질을 더 포함하고, 제 1 파장 선택성 물질은 제 1 세트의 파장들을 선택하고, 제 2 파장 선택성 물질은 제 2 세트의 파장들을 선택하며, 제 2 세트의 파장들은 제 1 세트의 파장들과 상이하다.[00257] The system further comprises, in one or more embodiments, at least one wavelength selective material carried by at least one of the first or second freestyle reflection and lens optical components. The system comprises, in one or more embodiments, at least a first wavelength selective material carried by first free-form reflective and lens optical components, and at least a second wavelength Wherein the first wavelength-selective material selects a first set of wavelengths, the second wavelength-selective material selects a second set of wavelengths, the second set of wavelengths comprises a first set of wavelengths and a first set of wavelengths, It is different.
[00258] 시스템은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트들에 의해 운반되는 적어도 제 1 편광기 및 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트들에 의해 운반되는 적어도 제 2 편광기를 더 포함하고, 제 1 편광기는 제 2 편광기와 상이한 편광 배향을 갖는다.[00258] The system may further include, in one or more embodiments, at least a first polarizer carried by the first free-form reflective and lens optical components, and at least a second polarizer carried by the second free-form reflective and lens optical components And the first polarizer has a different polarization orientation than the second polarizer.
[00259] 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 섬유 코어들은 동일한 섬유 클래딩에 있다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 섬유 코어들은 별도의 섬유 클래딩들에 있다. 원근조절 모듈은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 사용자 눈들의 수렴 또는 시선을 추적함으로써 원근조절을 간접적으로 추적한다. 부분 반사 거울은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광 소스에 의해 제공되는 광의 편광에 대한 비교적 높은 반사율 및 외부 세계에 의해 제공되는 광의 다른 편광 상태들에 대한 비교적 낮은 반사율을 갖는다. 복수의 부분 반사 거울들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 유전체 코팅을 포함한다. 복수의 반사 거울들은, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광 소스에 의해 제공되는 광의 파장들에 대해 도파관들에 대한 비교적 높은 반사율 및 외부 세계에 의해 제공되는 광의 다른 도파관들에 대한 비교적 낮은 반사율을 갖는다. VFE는, 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 변형가능 거울이고, 변형가능 거울의 표면 형상은 시간에 걸쳐 변경될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, VFE는 정전기식으로 작동되는 멤브레인 거울이고, 도파관 또는 추가적인 투명 층은 하나 또는 그 초과의 실질적으로 투명한 전극들을 포함하며, 하나 또는 그 초과의 전극들에 인가되는 전압은 멤브레인 거울을 정전기식으로 변형시킨다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광 소스는 스캐닝 광 디스플레이이고, VFE는 라인 세그먼트 기반으로 초점을 변경한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도파관은 사출 동공 확장 기능을 포함하고, 입력되는 광선은 분할되고, 다수의 위치들에서 도파관을 나가는 다수의 광선들로서 아웃결합된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 광학 이미지 배율이 초점 레벨을 조절하는 동안 실질적으로 고정되게 유지되도록 나타나게 하기 위해서, 도파관이 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 수신하기 이전에, 이미지 데이터는 광학 이미지 배율의 변경에 따라 그리고 변경을 보상하기 위해 프로세서에 의해 스케일링된다. [00259] In one or more embodiments, the optical fiber cores are in the same fiber cladding. In one or more embodiments, the optical fiber cores are in separate fiber claddings. The perspective adjustment module indirectly tracks perspective adjustments by tracking convergence or gaze of user eyes in one or more embodiments. The partially reflecting mirror has, in one or more embodiments, a relatively high reflectance for the polarization of light provided by the light source and a relatively low reflectance for the other polarization states of the light provided by the outside world. The plurality of partial reflective mirrors, in one or more embodiments, includes a dielectric coating. The plurality of reflective mirrors may have, in one or more embodiments, a relatively high reflectance for the waveguides for the wavelengths of light provided by the light source and a relatively low reflectance for the other waveguides of the light provided by the outer world Respectively. VFE is, in one or more embodiments, a deformable mirror, and the surface shape of the deformable mirror may change over time. In one or more embodiments, the VFE is a electrostatically operated membrane mirror, and the waveguide or additional transparent layer comprises one or more substantially transparent electrodes, and the one or more electrodes The voltage electrostatically deforms the membrane mirror. In one or more embodiments, the light source is a scanning optical display, and the VFE changes focus on a line segment basis. In one or more embodiments, the waveguide includes an exit pupil dilation function, wherein the input light beam is split and out-coupled as a plurality of rays exiting the waveguide at multiple locations. In one or more embodiments, before the waveguide receives one or more of the light patterns, the image data is transmitted to the optical image < RTI ID = 0.0 > And scaled by the processor to compensate for the change and the change.
[00260] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은, 시간-순차적 방식으로 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지-생성 소스, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광선들을 프로젝팅하기 위한 디스플레이 어셈블리 ―디스플레이 어셈블리는 제 1 프레임-레이트 및 제 1 비트 깊이에 대응하는 제 1 디스플레이 엘리먼트, 및 제 2 프레임-레이트 및 제 2 비트 깊이에 대응하는 제 2 디스플레이 엘리먼트를 포함함―, 및 프로젝팅된 광의 초점을 변경시키고 광을 사용자 눈으로 송신하도록 구성가능한 VFE(variable focus element)를 포함한다. [00260] In another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes an image-generating source for providing one or more frames of image data in a time-sequential manner, one or more frames of image data, A display assembly for projecting associated rays, the display assembly including a first display element corresponding to a first frame-rate and a first bit depth, and a second display element corresponding to a second frame-rate and a second bit depth And a variable focus element (VFE) that is configurable to change the focus of the projected light and transmit the light to the user's eye.
[00261] 또 다른 실시예에서, 가상 콘텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템은 사용자에게 제공될 이미지와 연관된 광 빔들을 송신하기 위한 광학 섬유 코어들의 어레이, 및 단일 노달 포인트를 통해서 광학 섬유 코어들의 어레이에 의해 출력되는 복수의 광 빔들을 편향시키기 위해 광학 섬유 코어들의 어레이에 결합되는 렌즈를 포함하고, 렌즈는 광학 섬유 코어의 이동이 렌즈로 하여금 이동하게 하기 위해서 광학 섬유 코어들에 물리적으로 부착되고, 단일 노달 포인트는 스캐닝된다. [00261] In another embodiment, a system for displaying virtual content includes an array of optical fiber cores for transmitting light beams associated with an image to be presented to a user, and a plurality of optical fiber cores output by an array of optical fiber cores through a single nodal point A lens coupled to the array of optical fiber cores for deflecting the light beams, wherein the lens is physically attached to the optical fiber cores for movement of the optical fiber core to move the lens, and a single nodal point is scanned .
[00262] 다른 실시예에서, 가상 현실 디스플레이 시스템은 사용자에게 제공될 하나 또는 그 초과의 이미지들과 연관된 광 빔들을 생성하기 위한 복수의 광학 섬유 코어들, 및 광 빔들을 변조하기 위해서 복수의 광학 섬유 코어들에 결합되는 복수의 위상 변조기들을 포함하고, 복수의 위상 변조기들은 복수의 광 빔들의 결과로서 생성되는 파면에 영향을 주는 방식으로 광을 변조한다. [00262] In another embodiment, a virtual reality display system includes a plurality of optical fiber cores for generating light beams associated with one or more images to be presented to a user, and a plurality of optical fiber cores for modulating the optical beams The plurality of phase modulators modulating the light in a manner that affects the resulting wavefront of the plurality of light beams.
[00263] 일 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 사용자 눈들에 프로젝팅하기 위한 광 프로젝션 시스템 ―광 프로젝션 시스템은 이미지 데이터와 연관된 복수의 픽셀들에 대응하는 광을 프로젝팅하도록 구성됨― 및 사용자에게 디스플레이되는 복수의 픽셀들의 초점 크기를 변조하기 위한 프로세서를 포함한다. [00263] In one embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes a light projection system for projecting light associated with one or more frames of image data to user eyes, the light projection system comprising a plurality of Configured to project light corresponding to the pixels, and a processor for modulating the focal spot size of the plurality of pixels displayed to the user.
[00264] 일 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지-생성 소스, 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위해 복수의 다중코어 섬유들을 포함하는 다중코어 어셈블리 ―복수의 다중코어 섬유들 중 일 다중코어 섬유가 파면에서 광을 방출하고, 그로 인해서 다중코어 어셈블리는 프로젝팅된 광의 어그리게이트 파면을 생성함 ―, 및 다중코어 어셈블리에 의해 방출된 어그리게이트 파면이 변경되고 그로 인해서 사용자가 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 인지하는 초점 거리를 변경하는 방식으로 다중코어 섬유들 사이에서 위상 지연들을 유도하기 위한 위상 변조기를 포함한다.[00264] In one embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes an image-generating source for providing one or more frames of image data, a light source for projecting light associated with one or more frames of image data, A plurality of core fibers, one of the plurality of core fibers emitting light at the wavefront, thereby causing the core assembly to produce an algrite wavefront of the projected light -, and inducing phase delays between multi-core fibers in such a way that the aggregate wavefront emitted by the multi-core assembly is altered thereby changing the focal length at which the user recognizes one or more frames of image data And a phase modulator.
[00265] 다른 실시예에서, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템은, 사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광 빔들을 프로젝팅하기 위한 마이크로프로젝터들의 어레이 ― 마이크로프로젝터는 마이크로프로젝터들의 어레이의 하나 또는 그 초과의 마이크로프로젝터에 관련해서 이동가능하도록 구성가능함 ―, 마이크로프로젝터들의 어레이를 하우징하기 위한 프레임, 하나 또는 그 초과의 광 빔들이 마이크로프로젝터들의 어레이에 관련해서 하나 또는 그 초과의 마이크로프로젝터들의 포지션의 함수로서 변조됨으로써 사용자에게 명시야 이미지를 전달하는 것을 가능하게 하는 방식으로, 하나 또는 그 초과의 프로젝터들로부터 송신된 하나 또는 그 초과의 광 빔들을 제어하기 위해서 마이크로프로젝터들의 어레이의 하나 또는 그 초과의 마이크로프로젝터들에 동작가능하게 결합되는 프로세서를 포함한다.[00265] In another embodiment, a system for displaying virtual content to a user includes: an array of microprojectors for projecting light beams associated with one or more frames of image data to be presented to a user, A frame for housing an array of microprojectors, one or more light beams for one or more microprojectors relative to the array of microprojectors, a frame for housing an array of microprojectors, In order to control one or more light beams transmitted from one or more projectors in such a way as to be able to transmit the bright field image to the user by being modulated as a function of the position of the projectors, And a processor operatively coupled to the one of the array, or a micro-projector of the excess.
[00266] 본 발명의 추가적인 오브젝트들, 특징들, 및 이점들 및 다른 오브젝트들, 특징들 및 이점들이 상세한 설명, 도면들 및 청구범위에 설명된다.[00266] Additional objects, features, and advantages of the present invention and other objects, features, and advantages are set forth in the description, drawings, and claims.
[00267]
도 1은 일 예시되는 실시예에서, 착용가능한 AR 사용자 디바이스를 통한 증강 현실(AR)의 사용자의 뷰를 도시한다.
[00268]
도 2a 내지 도 2e는 착용가능한 AR 디바이스들의 다양한 실시예들을 도시한다.
[00269]
도 3은, 일 예시되는 실시예에서, 인간 눈의 단면도를 도시한다.
[00270]
도 4a 내지 도 4d는 착용가능한 AR 디바이스의 다양한 내부 프로세싱 컴포넌트들의 하나 또는 그 초과의 실시예들을 도시한다.
[00271]
도 5a 내지 도 5h는 투과형 빔스플리터 기판을 통해 사용자에게 집중된 광을 송신하는 실시예들을 도시한다.
[00272]
도 6a 및 도 6b는 도 5a 내지 도 5h의 투과형 빔스플리터 기판과 렌즈 엘리먼트를 결합시키는 실시예들을 도시한다.
[00273]
도 7a 및 도 7b는 사용자에게 광을 송신하기 위한 하나 또는 그 초과의 도파관들을 이용하는 실시예들을 도시한다.
[00274]
도 8a 내지 도 8q는 회절 광학 엘리먼트(DOE)의 실시예들을 도시한다.
[00275]
도 9의 a 및 b는 일 예시되는 실시예에 따른, 광 프로젝터로부터 생성된 파면을 도시한다.
[00276]
도 10은, 일 예시되는 실시예에 따른, 광학 엘리먼트들과 결합된 다수의 투과형 빔스플리터 기판의 적층형 구성의 실시예를 도시한다.
[00277]
도 11a 내지 도 11c는 예시되는 실시예들에 따른, 사용자의 동공으로 프로젝팅되는 빔릿들의 세트를 도시한다.
[00278]
도 12a 내지 도 12b는 예시되는 실시예들에 따른, 마이크로프로젝터들의 어레이의 구성들을 도시한다.
[00279]
도 13a 내지 도 13m은, 예시되는 실시예들에 따른, 마이크로프로젝터들을 광학 엘리먼트들과 결합시키는 실시예들을 도시한다.
[00280]
도 14a 내지 도 14f는 예시되는 실시예들에 따른, 광학 엘리먼트들과 결합된 공간 광 변조기들의 실시예들을 도시한다.
[00281]
도 15a 내지 도 15c는 예시되는 실시예들에 따른, 복수의 광원들과 함께 ?지 타입 도파로들의 사용을 도시한다.
[00282]
도 16a 내지 도 16o는, 예시되는 실시예들에 따른, 광학 엘리먼트들을 광학 섬유에 결합시키는 실시예들을 도시한다.
[00283]
도 17은, 일 예시되는 실시예들에 따른, 노치 필터를 도시한다.
[00284]
도 18은, 일 예시되는 실시예에 따른 섬유 스캐닝 디스플레이의 나선형 패턴을 도시한다.
[00285]
도 19a 내지 도 19n은 예시되는 실시예들에 따른, 암시야를 사용자에게 제시함에 있어서의 어클루전 효과들을 도시한다.
[00286]
도 20a 내지 도 20o는, 예시되는 실시예들에 따른, 다양한 도파관 어셈블리들의 실시예들을 도시한다.
[00287]
도 21a 내지 도 21n은, 예시되는 실시예들에 따른, 다른 광학 엘리먼트들에 결합된 DOE들의 다양한 구성들을 도시한다.
[00288]
도 22a 내지 도 22y는, 예시되는 실시예들에 따른, 자유형 광학기기의 다양한 구성들을 도시한다. [00267] FIG. 1 illustrates a view of a user of an augmented reality AR via a wearable AR user device, in an illustrative embodiment.
[00268] Figures 2A-2E illustrate various embodiments of wearable AR devices.
[00269] Figure 3 shows a cross-sectional view of a human eye, in one illustrated embodiment.
[00270] Figures 4A-4D illustrate one or more embodiments of various internal processing components of a wearable AR device.
[00271] Figures 5A-5H illustrate embodiments for transmitting light focused on a user through a transmissive beam splitter substrate.
[00272] Figures 6a and 6b illustrate embodiments of coupling the lens element with the transmissive beam-splitter substrate of Figures 5a-5h.
[00273] Figures 7a and 7b illustrate embodiments that utilize one or more waveguides for transmitting light to a user.
[00274] Figures 8A-8Q illustrate embodiments of a diffractive optical element (DOE).
[00275] Figures 9a and b illustrate wavefronts generated from a light projector, according to an illustrative embodiment.
[00276] FIG. 10 illustrates an embodiment of a stacked configuration of multiple transmissive beam splitter substrates coupled with optical elements, in accordance with one illustrated embodiment.
[00277] Figures 11a-11c illustrate a set of beamlets that are projected into a user's pupil, according to the illustrated embodiments.
[00278] Figures 12A-12B illustrate arrangements of arrays of microprojectors, in accordance with the illustrated embodiments.
[00279] Figures 13A-13M illustrate embodiments for combining microprojectors with optical elements, in accordance with the illustrated embodiments.
[00280] Figures 14A-14F illustrate embodiments of spatial light modulators associated with optical elements, in accordance with the illustrated embodiments.
[00281] Figures 15A-C illustrate the use of edge-type waveguides with a plurality of light sources, in accordance with the illustrated embodiments.
[00282] Figures 16a-16o illustrate embodiments for coupling optical elements to optical fibers, in accordance with the illustrated embodiments.
[00283] FIG. 17 illustrates a notch filter, according to one illustrated embodiment.
[00284] FIG. 18 illustrates a spiral pattern of a fiber scanning display according to an exemplary embodiment.
[00285] Figures 19a-19n illustrate occlusion effects in presenting a dark field to a user, in accordance with the illustrated embodiments.
[00286] Figures 20a-20o illustrate embodiments of various waveguide assemblies, in accordance with the illustrated embodiments.
[00287] Figures 21a-21n illustrate various configurations of DOEs coupled to different optical elements, in accordance with the illustrated embodiments.
[00288] Figures 22A-22Y illustrate various configurations of a free-form optics, in accordance with the illustrated embodiments.
[00289] 도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 몇 가지 일반적인 컴포넌트 옵션들이 도시된다. 도 4a 내지 도 4d의 설명을 따르는 상세한 설명의 부분들에서, 다양한 시스템들, 서브시스템들, 및 컴포넌트들이 인간의 VR 및/또는 AR을 위한 고품질의, 편안하게 인지되는 디스플레이 시스템을 제공하는 목적들을 해결하기 위해 제시된다.[00289] Referring to Figures 4A-4D, several general component options are shown. In the portions of the detailed description following the description of Figures 4A-4D, various systems, subsystems, and components may be used for purposes of providing a high quality, comfortably perceived display system for a human VR and / It is presented for solving.
[00290]
도 4a에 도시된 바와 같이, 사용자 눈 앞에 포지셔닝되는 디스플레이 시스템(62)에 결합되는 프레임(64) 구조를 착용하고 있는 AR 시스템 사용자(60)가 도시된다. 스피커(66)가 도시된 구성의 프레임(64)에 결합되고 사용자의 외이도에 인접하게 포지셔닝된다(일 실시예에서, 다른 스피커(미도시)가 스테레오/정형가능한 사운드 제어를 제공하기 위해 사용자의 다른 외이도에 인접하게 포지셔닝된다). 디스플레이(62)는, 이를 테면, 유선 리드(lead) 또는 무선 연결에 의해, 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)에 동작가능하게 결합되며(68), 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)은, 프레임(64)에 고정식으로 부착되는 것과 같이, 다양한 구성들로 장착될 수 있고, 도 4b의 실시예에 도시된 바와 같이 헬멧 또는 모자(80)에 고정되어 부착되며, 헤드폰들에 임베딩되고, 도 4c의 실시예에 도시된 바와 같이 백팩-스타일 구성으로 사용자(60)의 토르소(torso)(82)에 착탈가능하게 부착되거나, 또는 도 4d의 실시예에 도시된 바와 같이 벨트-결합 스타일 구성으로 사용자(60)의 힙(84)에 착탈가능하게 부착될 수 있다. [00290]
An
[00291]
로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)은 파워-효율 프로세서 또는 제어기뿐만 아니라 디지털 메모리, 이를 테면, 플래시 메모리를 포함하며, 이들 중 둘은, a) 이미지 캡쳐 디바이스들(이를 테면, 카메라들), 마이크로폰들, 관성 측정 유닛들, 가속도계들, 콤파스들, GPS 유닛들, 라디오 디바이스들, 및/또는 자이로들과 같이, 프레임(64)에 동작가능하게 결합될 수 있는 센서들로부터 캡쳐되고 b) 이러한 프로세싱 또는 리트리브 이후 디스플레이(62)로의 통과를 가능하게 하는, 원격 프로세싱 모듈(72) 및/또는 원격 데이터 리포지터리(74)를 이용하여 포착되고 그리고/또는 프로세싱되는 데이터의 프로세싱, 캐싱, 및 저장을 보조하기 위해 사용될 수 있다. 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)은, 이를 테면, 유선 또는 무선 통신 링크들을 통해 원격 프로세싱 모듈(72) 및 원격 데이터 리포지터리(74)로 동작가능하게 결합될 수 있으므로(76, 78), 이러한 원격 모듈들(72, 74)은 서로 동작가능하게 결합되고 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)에 대해 리소스들로서 이용가능하다. 일 실시예에서, 원격 프로세싱 모듈(72)은 데이터 및/또는 이미지 정보를 분석하고 프로세싱하도록 구성되는 하나 또는 그 초과의 상대적으로 강력한 프로세서들 또는 제어기들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 원격 데이터 리포지터리(74)는, "클라우드" 리소스 구성으로 인터넷 또는 다른 네트워크 구성을 통해 이용가능할 수 있는 비교적 대형-스케일의 디지털 데이터 저장소 설비를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 모든 데이터가 저장되고 모든 계산이 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈에서 수행되어, 임의의 원격 모듈들로부터 전자동 사용을 허용한다. [00291]
The local processing and
[00292] 도 5a 내지 도 22y를 참조하면, 물리적 현실에 대한 증강들로서 편안하게 인지될 수 있는 광자 기반의 방사 패턴들을 가지며, 고레벨의 이미지 품질 및 3-차원 인지를 가질 뿐만 아니라 2-차원 콘텐츠를 나타낼 수 있는 인간 눈들을 나타내도록 설계되는 다양한 디스플레이 구성들이 제시된다. [00292] 5A through 22Y, there is shown an example of a system that has photonic-based radiation patterns that can be perceived comfortably as enhancements to the physical reality, and which can display two-dimensional content as well as having high- Various display configurations are designed to represent human eyes.
[00293]
도 5a를 참고하면, 단순화된 예에서, 45-도 반사 표면(102)을 갖는 투과형 빔스플리터 기판(104)은, 렌즈(미도시)로부터, 눈(58)의 동공(45)을 통과하고 망막(54)으로 출력될 수 있는 인입하는 방사선(106)을 지향시킨다. 이러한 시스템에 대한 시야는 빔스플리터(104)의 기하학에 의해 제한된다. 일 실시예에서, 최소한의 하드웨어로 편안한 뷰잉을 갖고자 하는 요구를 수용하기 위해서, 일 실시예에서, 예를 들어, 프레임-순차적 구성을 이용하여 다양한 상이한 반사 및/또는 회절 표면들의 출력들/반사들을 어그리게이트함으로써 큰 시야가 생성될 수 있으며, 눈(58)이, 단일 코히어런트 장면의 인지를 제공하는 고 주파수에서 프레임들의 시퀀스로 나타내어진다. 시간-순차적 방식으로 상이한 반사기들을 통해 상이한 이미지 데이터를 제시하는 것에 대한 대안으로, 또는 그 외에도, 반사기들은, 편광 선택성 또는 파장 선택성과 같은 다른 수단에 의해 콘텐츠를 분리할 수 있다. 2-차원 이미지들을 중계할 수 있는 것 이외에도, 반사기들은, 실제 물리적 오브젝트들의 진정한 3-차원 뷰잉과 연관되는 3-차원 파면들을 중계할 수 있다. [00293]
5A, in a simplified example, a transmissive beam-
[00294]
도 5b를 참조하면, 복수의 각도들(110)에서 복수의 반사기들을 포함하는 기판(108)이 도시되며, 각각의 반사기는 예시의 목적으로 도시되는 구성에서 능동적으로 반사한다. 반사기들은, 시간의 선택을 용이하게 하는 스위칭가능한 엘리먼트들일 수 있다. 일 실시예에서, 반사 표면들은 의도적으로, 프레임-순차적 입력 정보(106)을 이용하여 순차적으로 활성화될 것이며, 각각의 반사 표면은, 복합적인 넓은 시야 이미지를 형성하기 위해서 다른 반사 표면들에 의해 나타내어진 다른 좁은 시야 서브-이미지들과 함께 타일링되는 좁은 시야 서브-이미지를 나타낸다. 예를 들어, 도 5c, 도 5d 및 도 5e를 참고하면, 기판(108)의 가운데를 중심으로 하는 표면(110)은 반사 상태로 "온"으로 스위칭되어, 다른 잠재적인 반사 표면들이 투과 상태에 있는 동안, 그 표면은, 상대적으로 좁은 시야 서브-이미지를 더 큰 시야의 가운데에 나타내도록 인입하는 이미지 정보(106)를 반사한다. [00294]
Referring to FIG. 5B, there is shown a
[00295]
도 5c를 참고하면, (기판(108) 입력 인터페이스(112)에 대하여 인입하는 빔들(106)의 각도에 의해, 그리고 이들이 기판(108)을 빠져나가는 결과적으로 발생되는 각도에 의해 도시되는 바와 같이) 협소한 시야의 서브-이미지의 우측으로부터 인입하는 인입 이미지 정보(106)가 반사 표면(110)으로부터 눈(58)을 향해 반사된다. 도 5d는 동일 반사기(110)의 활성 상태로서, 입력 인터페이스(112)에서의 입력 정보(106)의 각도와 이것이 기판(108)을 빠져나가는 그의 각도에 의해 도시된 바와 같이, 이미지 정보가 좁은 시야 서브-이미지의 가운데로부터 인입하고 있는 것을 도시한다. 도 5e는, 입력 인터페이스(112)에서의 입력 정보(106)의 각도와 기판(108)의 표면에서의 결과적으로 발생되는 사출 각도에 의해 도시된 바와 같이, 시야의 좌측으로부터 인입되는 이미지 정보를 갖는 동일한 반사기(110) 활성 상태를 도시한다. 도 5f는, 이미지 정보(106)가 전체 시야의 먼 우측쪽으로부터 인입하고 있는, 하부 반사기(110)가 활성 상태인 구성을 도시한다. 예를 들어, 도 5c, 5d 및 도 5e는 프레임-순차적 타일 이미지의 중앙을 나타내는 하나의 프레임을 도시하며, 도 5f는 그 타일 이미지의 먼 우측을 나타내는 제 2 프레임을 도시할 수 있다. [00295]
Referring to FIG. 5C, the angles of the
[00296]
일 실시예에서, 이미지 정보(106)를 운반하는 광은, 기판(108)의 표면들로부터 먼저 반사되지 않고, 입력 인터페이스(112)에서 기판(108)에 진입한 직후에 반사 표면(110)을 타격할 수 있다. 일 실시예에서, 이미지 정보(106)를 운반하는 광은, 입력 인터페이스(112)에 입력된 후 그리고 반사 표면(110)을 타격하기 전에 기판(108)의 하나 또는 그 초과의 표면들로부터 반사될 수 있고; 예를 들어, 기판(108)은 내부 전반사에 의해 이미지 정보(106)를 운반하는 광을 전파하는 평탄한 도파관으로서 역할을 할 수 있다. 광은 또한 부분 반사 코팅, 파장-선택 코팅, 각도-선택 코팅, 및/또는 편광-선택 코팅으로부터 기판(108)의 하나 또는 그 초과의 표면들로부터 반사될 수 있다. [00296]
In one embodiment, light carrying
[00297]
일 실시예에서, 각을 이루는 반사기들은 전기 활성 재료를 이용하여 구성될 수 있도록, 특정 반사기에 대한 전압 및/또는 전류의 인가 시, 이러한 반사기를 포함하는 재료의 굴절률이 기판(108)의 나머지와 실질적으로 일치되는 인덱스로부터 변경되며, 이러한 경우 반사기는 반사 구성에 대하여 투과형 구성이며, 반사기의 굴절률은 반사 효과가 생성되도록 기판(108)의 굴절률과 불일치한다. 예를 들어, 전기 활성 재료는 리튬니오베이트 및 전기 활성 폴리머들을 포함한다. 복수의 이러한 반사기들을 제어하기 위한 적절한 실질적으로 투명한 전극은, 액정 디스플레이들에서 사용되는 인듐 주석 산화물과 같은 재료들을 포함할 수 있다. [00297]
In one embodiment, the angled reflectors may be configured with an electroactive material such that upon application of a voltage and / or current to a particular reflector, the refractive index of the material comprising such reflector is greater than the refractive index of the rest of the
[00298]
일 실시예에서, 전기 활성 반사기들(110)은 유리 또는 플라스틱과 같은 기판(108) 호스트 매체에 임베딩된 액정을 포함할 수 있다. 일부 변형들에서, 인가되는 전기 신호의 함수로서 굴절률을 변경시키는 액정이 선택될 수 있으므로, 더 많은 아날로그 변경들이 바이너리(일 투과 상태로부터 일 반사 상태로)와는 대조적으로 성취될 수 있다. 6개의 서브-이미지들이 초당 60 프레임들의 전체 리프레쉬 레이트로 큰 타일 이미지를 형성하도록 눈(eye) 프레임-순차적으로 나타내어질 일 실시예에서, 약 360 Hz를 유지할 수 있는 전기-활성 반사기 어레이를 이용하여 이러한 주파수의 레이트로 리프레시될 수 있는 입력 디스플레이를 갖는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 리튬 니오베이트는 액정과는 대조적으로 전기 활성 반사 재료로서 사용될 수 있고; 리튬 니오베이트는 고속 스위치들 및 섬유 광학 네트워크들에 대한 포토닉스 산업에서 이용되고 매우 높은 주파수에서 인가되는 전압에 대한 응답으로 굴절률을 스위칭시키는 능력을 가지며; 이 고 주파수는, 특히, 입력 디스플레이가 섬유-스캐닝된 디스플레이 또는 스캐닝 거울-기반 디스플레이와 같은 스캐닝된 광 디스플레이인 경우, 라인-순차적 또는 픽셀-순차적 서브-이미지 정보를 스티어링하는 데에 이용될 수 있다. [00298]
In one embodiment, the
[00299] 다른 실시예에서, 가변 스위칭가능한 각을 이루는 거울 구성은, MEMS(micro-electro-mechanical system) 디바이스와 같은, 하나 또는 그 초과의 고속 기계식 재배치가능 반사 표면들을 포함할 수 있다. MEMS 디바이스는, "디지털 거울 디바이스" 또는 "DMD"(종종 "디지털 광 프로세싱", 또는 "DLP" 시스템, 이를 테면, 텍사스 인스트루먼트 사로부터 입수가능한 것의 일부임)로 알려진 것을 포함할 수 있다. 다른 전기기계적 실시예에서, 복수의 공기 갭(또는 진공 상태의) 반사 표면들이 고 주파수로 장소 안과 밖으로 기계적으로 이동될 수 있다. 다른 전기기계적 실시예에서, 하나의 반사 표면은 상하로 이동될 수 있고 매우 높은 주파수에서 리피치(re-pitch)될 수 있다.[00299] In another embodiment, the variable switchable angled mirror configuration may include one or more high speed mechanical relocatable reflective surfaces, such as micro-electro-mechanical system (MEMS) devices. MEMS devices may include what are known as "digital mirror devices" or "DMDs" (often referred to as "digital light processing" or "DLP" systems, such as those available from Texas Instruments). In other electromechanical embodiments, a plurality of air gap (or vacuum) reflective surfaces can be mechanically moved into and out of place at high frequencies. In another electromechanical embodiment, one reflective surface can be moved up and down and re-pitch at very high frequencies.
[00300]
도 5g를 참조하면, 도 5g의 예시에 도시된 바와 같이, 본원에 설명된 스위칭가능한 가변 각도 반사기 구성들은 시준된 또는 평면 파면 정보를 눈(58)의 망막(54)으로 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 곡선 파면(122) 이미지 정보를 전달할 수 있다는 것을 주목할 수 있다. 이는 일반적으로, 다른 도파관-기반 구성들을 갖는 경우에는 그렇지 않으며, 곡선형 파면 정보의 내부 전반사는 바람직하지 않은 부작용들을 야기하고, 따라서, 입력들이 일반적으로 반드시 시준되어야 한다. 곡선형 파면 정보를 전달하는 능력은, (시준된 광이 없는 다른 큐들의 해석이 될) 광학 무한대뿐만이 아니라, 눈(58)으로부터의 다양한 거리들에서 초점이 맞춰진 것으로서 인식되는 입력을 망막(54)에 제공하기 위해 도 5b 내지 도 5h에 도시된 것들과 같은 구성들의 능력을 촉진한다. [00300]
5G, the switchable variable angle reflector arrangements described herein can transmit not only collimated or planar wavefront information to the
[00301]
도 5h를 참조하면, 다른 실시예에서, 정적 부분 반사 표면들(116)의 어레이(즉, 항상 반사 모드에 있음; 다른 실시예에서, 이들은, 상기와 같이, 전기-활성 상태일 수 있음)는, 제어가능하게 이동가능한 상태인 애퍼처(120)를 통과하는 송신을 단지 허용함으로써 눈(58)으로의 출력들을 제어하는 고주파수 게이팅 층(118)과 함께 기판(114)에 임베딩될 수 있다. 다시 말해서, 애퍼처(120)를 통과하는 송신들을 제외하고 모든 것이 선택적으로 차단될 수 있다. 게이팅 층(118)은, 액정 어레이, 리튬 니오베이트 어레이, MEMS 셔터 엘리먼트들의 어레이, DLP DMD 엘리먼트들의 어레이, 또는 송신 모드로 스위칭될 때 상대적으로 높은 주파수 스위칭과 높은 투과도로 전달 또는 송신하도록 구성되는 다른 MEMS 디바이스들의 어레이를 포함할 수 있다. [00301]
Referring to Figure 5h, in another embodiment, an array of static partial reflective surfaces 116 (i. E., Always in reflective mode, in other embodiments, they may be electro- Can be embedded in the
[00302] 도 6a 내지 도 6b를 참고하면, 다른 실시예들이 설명되며, 어레이형 광학 엘리먼트들은 사용자의 가상 또는 증강 현실 경험의 편의를 돕기 위해서 사출 동공 확장 구성들과 결합될 수 있다. 광학 구성에 대한 큰 "사출 동공"을 이용하여, (도 4a 내지 도 4d에서와 같이, 구성의 안경을 분류하여 사용자의 머리에 장착될 수 있는) 디스플레이와 관련하여 포지셔닝된 사람의 눈이 그의 경험을 파괴시킬 가능성이 없다 - 시스템의 더 큰 사출 동공으로 인해, 사용자의 해부학적 동공이 원하는 대로 디스플레이 시스템으로부터 여전히 정보를 수신하도록 배치될 수 있는 더 큰 수용가능한 영역이 존재하기 때문이다. 즉, 더 큰 사출 동공으로, 시스템은 사용자의 해부학 동공과 관련하여 디스플레이의 약간의 오정렬들에 민감할 가능성이 더 적고, 사용자에 대한 더 편안함은 그 또는 그녀의 디스플레이/안경과의 관계에 대해 더 낮은 기하학적 제약을 통해 달성될 수 있다. [00302] 6A-6B, other embodiments are described, and the arrayed optical elements can be combined with the exit pupil extending configurations to facilitate the user's virtual or augmented reality experience. Using a large "exit pupil" for the optical configuration, the position of the person's eyes in relation to the display (which can be mounted on the user's head by categorizing the glasses of the configuration, as in Figures 4A- Because there is a larger acceptable area in which the user's anatomic pupil can still be arranged to receive information from the display system as desired, owing to the larger exit pupil of the system. That is, with a larger exit pupil, the system is less likely to be sensitive to some misalignment of the display with respect to the anatomical pupil of the user, and the more comfort for the user, the more the relationship with his or her display / glasses Can be achieved through low geometric constraints.
[00303]
도 6a에 도시된 바와 같이, 좌측의 디스플레이(140)는 기판(124)에 평행 광선들의 세트를 제공한다. 일 실시예에서, 디스플레이는 각도를 이루어 스캐닝되는(angularly-scanned) 광을 수집하고 이를 평행한 광선들의 번들로 변환하기 위해 이용될 수 있는 렌즈 또는 다른 광학 엘리먼트(142)를 통해 이미지를 프로젝팅하도록 나타내어짐에 따라 비스듬히 협소한 광의 빔을 앞뒤로 스캐닝하는 스캐닝된 섬유 디스플레이일 수 있다. 광선들은, 광이 반사 표면들의 그룹(126, 128, 130, 132, 134, 136)에 걸쳐 대략적으로 동일하게 공유될 수 있도록 인입하는 광을 부분적으로 반사하고 부분적으로 투과시키도록 구성될 수 있는 일련의 반사 표면들(126, 128, 130, 132, 134, 136)로부터 반사될 수 있다. 도파관(124)으로부터 각각의 사출 포인트에 배치된 작은 렌즈(138)에 따라, 사출 동공들의 어레이, 또는 사용자가 디스플레이 시스템을 향해 응시함에 따라 그 또는 그녀에 의해 사용가능한 하나의 큰 사출 동공의 기능적 등가물을 제공하기 위해서 노달 포인트(nodal point)를 통해 조종되고 눈(58)을 향해 스캔 아웃될 수 있다.[00303]
As shown in FIG. 6A, the
[00304]
실세계(144)로 도파관을 통해 또한 볼 수 있는 것이 바람직한 가상의 실제 구성들의 경우, 렌즈들(139)의 유사한 세트가 렌즈들의 서브세트를 보상하기 위해 도파관(124)의 반대쪽 상에 제공될 수 있고; 따라서, 제로-배율 망원경의 등가물을 생성한다. 반사 표면(126, 128, 130, 132, 134, 136) 각각은 도시된 바와 같이 대략 45도로 정렬될 수 있거나, 또는 예를 들어, 도 5b 내지 도 5h의 구성들과 유사한 상이한 정렬들을 구비하도록 구성될 수 있다. 반사 표면들(126, 128, 130, 132, 134, 136)은 파장 선택성 반사기들, 대역 통과 반사기들, 반도금 거울들, 또는 다른 반사 구성들을 포함할 수 있다. 도시된 렌즈들(138, 139)은 굴절 렌즈들이지만, 회절 렌즈 엘리먼트들도 또한 이용될 수 있다.[00304]
For virtual real configurations where it is desirable to also be visible through the waveguide to the
[00305]
도 6b를 참조하면, 다소 유사한 구성이 도시되며, 여기서, 복수의 곡선형 반사 표면들(148, 150, 152, 154, 156, 158)은, 도 6a의 실시예의 렌즈(도 6a의 엘리먼트(138)) 및 반사기(도 6a의 엘리먼트들(126, 128, 130, 132, 134, 136)) 기능을 효율적으로 결합시키기 위해 이용될 수 있으며, 그에 의해, 렌즈들(도 6a의 엘리먼트(138))의 2개의 그룹들에 대한 필요성을 제거한다. 곡선형 반사 표면들(148, 150, 152, 154, 156, 158)은, 포물선 또는 타원 곡선형 표면들과 같이 각 변화를 반영하고 전달하는 것 둘 모두를 행하도록 선택된 다양한 곡선형 구성들일 수 있다. 포물선 형상에 대해, 인입 광선들의 병행한 세트는 단일 출력 포인트로 수집될 것이고; 타원형 구성에 대해, 기점의 단일 포인트로부터 발산한 광선들의 세트는 단일 출력 포인트로 수집된다. 도 6a의 구성에 대해, 바람직하게 곡선형 반사 표면들(148, 150, 152, 154, 156, 158)은, 도래한 광이 도파관(146)의 길이에 걸쳐 공유되기 위해 부분적으로 반사하고 및 부분적으로 투과하도록 구성된다. 곡선형 반사 표면들(148, 150, 152, 154, 156, 158)은, 파장-선택적인 노치 반사기들, 반도금 미러들, 또는 다른 반사 구성들을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 곡선형 반사 표면들(148, 150, 152, 154, 156, 158)은 반사 및 또한 편향시키도록 구성된 회절 반사기들로 대체될 수 있다.[00305]
6A, a more or less similar configuration is shown wherein a plurality of curved
[00306]
도 7a를 참조하면, Z축 차이의 인지들(즉, 광학 축을 따라 눈으로부터 일직선으로 나온 거리)은, 가변 초점 광학 엘리먼트 구성과 함께 도파관을 사용함으로써 용이하게 될 수 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 디스플레이(160)로부터의 이미지 정보는, 예컨대, 도 6a 및 6b를 참조하여 설명된 구성들과 같은 구성들 또는 당업자들에게 알려진 다른 기판-안내 광학 방법들을 사용하여 시준되고 도파관(164)으로 주입되고 큰 사출 동공 방식으로 분배될 수 있으며, 그 후, 가변 초점 광학 엘리먼트 능력은, 도파관으로부터 나오는 광의 파면의 초점을 변경시키고, 도파관(164)으로부터 도래하는 광이 특정한 초점 거리로부터의 것이라는 인지을 눈에 제공하기 위해 이용될 수 있다. 즉, 도래한 광이 내부 전반사 도파관 구성들에서의 문제점들을 회피하기 위해 시준되므로, 그 광은, 원거리 포인트를 망막 상의 초점로 가져오기 위해 그 포인트에 원근조절하도록 뷰어의 눈에게 요구하여 시준 방식으로 나갈 것이며, 일부 다른 개입이 광으로 하여금 리포커싱되게 하고 상이한 뷰잉 거리로부터의 것으로서 인지되게 하지 않으면, 본질적으로 광학 무한성로부터의 것으로서 해석될 것이고, 하나의 적절한 그러한 개입은 가변 초점 렌즈이다.[00306]
Referring to FIG. 7A, the perceptions of the Z-axis difference (i. E., The distance straight from the eye along the optical axis) can be facilitated by using a waveguide with a variable focus optical element configuration. As shown in FIG. 7A, the image information from the
[00307]
도 7a의 실시예에서, 시준된 이미지 정보는, 그 정보가 내부 전반사하고 인접한 도파관(164)으로 전달되도록 하는 각도로 글래스(162) 또는 다른 재료의 일부로 주입된다. 도파관(164)은, 디스플레이로부터의 시준된 광이 도파관의 길이에 따라 반사기들 또는 회절 피쳐들의 분포에 걸쳐 다소 균일하게 나가도록 분배되기 위해, 도 6a 또는 6b의 도파관들(각각, (124, 146))과 유사하게 구성될 수 있다. 눈(58)을 향해 나갈 시에, 나가는 광이 가변 초점 렌즈 엘리먼트(166)를 통해 전달되는 도시된 구성에서(가변 초점 렌즈 엘리먼트(166)의 제어된 초점에 의존함), 가변 초점 렌즈 엘리먼트(166)를 나가고 눈(58)에 진입하는 광은, 다양한 레벨들의 초점을 가질 것이다(광학 무한성를 표현하기 위한 시준된 평면 파면, 눈(58)에 대해 더 가까운 뷰잉 거리를 표현하기 위한 더욱 더 많은 빔 발산/파면 곡률).[00307]
7A, the collimated image information is injected as part of the
[00308]
눈(58)과 도파관(164) 사이의 가변 초점 렌즈 엘리먼트(166)를 보상하기 위해, 다른 유사한 가변 초점 렌즈 엘리먼트(167)는, 증강 현실을 위해 세상(144)으로부터 도래하는 광에 대한 렌즈들(166)의 광학적 효과들을 소거시키기 위해 도파관(164)의 대향하는 사이드 상에 배치된다(즉, 위에서 설명된 바와 같이, 하나의 렌즈는 다른 렌즈를 보상하며, 제로-배율 텔레스코프과 동일한 기능을 생성함).[00308]
To compensate for the variable
[00309]
가변 초점 렌즈 엘리먼트(166)는, 액정 렌즈, 전기-활성 렌즈, 이동 엘리먼트들을 갖는 종래의 굴절형 렌즈, (유체-충진된 멤브레인 렌즈들, 또는 사람의 수정체 렌즈와 유사한 렌즈(여기서, 유연한 엘리먼트는 액츄에이터들에 의해 수축 및 이완됨)) 기계적-변형-기반 렌즈들, 전기습윤 렌즈, 또는 상이한 굴절율들을 갖는 복수의 유체들과 같은 굴절형 엘리먼트일 수 있다. 가변 초점 렌즈 엘리먼트(166)는 또한, 스위칭가능한 회절 광학 엘리먼트(폴리머 확산된 액정 접근법을 특성으로 하는 엘리먼트(예컨대, 폴리머 재료와 같은 호스트 매체는 재료 내에 확산된 액정의 미세액적들을 가짐); 전압이 인가되는 경우, 분자들은, 그들의 굴절율들이 더 이상 호스트 매체의 굴절율과 매칭하지 않도록 재적응되며, 그에 의해, 고주파수 스위칭가능한 회절 패턴을 생성함)를 포함할 수 있다.[00309]
The variable
[00310]
하나의 실시예는 호스트 매체를 포함하며, 그 내의 리튬 니오베이트와 같은 커 효과-기반 전기-활성 재료의 미세액적들은 호스트 매체 내에서 확산되고, 섬유-스캐닝 디스플레이 또는 스캐닝-미러-기반 디스플레이와 같은 스캐닝 광 디스플레이와 결합되는 경우 픽셀마다 또는 라인마다 이미지 정보의 리포커싱을 가능하게 한다. 액정, 리튬 니오베이트, 또는 다른 기술이 패턴을 제시하기 위해 이용되는 가변 초점 렌즈 엘리먼트(166) 구성에서, 패턴 간격은, 줌 렌즈 타입의 기능에 대해, 가변 초점 렌즈 엘리먼트(166)의 초점 파워를 변경시킬 뿐만 아니라 전체 광학 시스템의 초점 파워를 변경시키도록 변조될 수 있다.[00310]
One embodiment includes a host medium in which micro-liquids of a quartz-based electro-active material, such as lithium niobate, are diffused in a host medium and exposed to a fiber-scanning display or a scanning-mirror- Enables refocusing of image information on a pixel-by-pixel or line-by-pixel basis when combined with the same scanning optical display. In a variable
[00311]
일 실시예에서, 렌즈들(166)은, 사진 줌 렌즈가 줌 포지션으로부터 초점을 디결합시키도록 구성될 수 있는 것과 동일한 방식으로, 배율을 일정하게 유지하면서 디스플레이 화상의 초점이 수정될 수 있다는 점에서 텔레센트릭일 수 있다. 다른 실시예에서, 렌즈들(166)은 비-텔레센트릭일 수 있어서, 초점 변화들이 또한 줌 변화들에 종속될 것이다. 그러한 구성에 대해, 그러한 배율 변화들은, 초점 변화들과 싱크하여 그래픽 시스템으로부터의 출력의 동적인 스캐일링을 이용하여 소프트웨어에서 보상될 수 있다.[00311]
In one embodiment, the
[00312]
프로젝터 또는 다른 비디오 디스플레이 유닛(160) 및 이미지들을 광학 디스플레이 시스템으로 어떻게 공급할지의 이슈를 다시 참조하면, "프레임 순차" 구성에서, 순차적인 2-차원 이미지들의 스택은, 계산된 단층촬영 시스템이 3-차원 구조를 표현하기 위해 스택된 이미지 슬라이스들을 사용하는 방식과 유사한 방식으로 시간에 따라 3-차원 인지을 생성하기 위해 순차적으로 디스플레이에 공급될 수 있다. 일련의 2-차원 이미지 슬라이스들은, 각각 눈에 대한 상이한 초점 거리로 눈에 제시될 수 있으며, 눈/뇌는 코히런트한 3-차원 볼륨의 인지으로 그러한 스택을 통합할 것이다. 디스플레이 타입에 의존하여, 3-차원 뷰잉의 인지을 생성하기 위해 라인 단위 또는 심지어 픽셀 단위 시퀀싱이 수행될 수 있다. 예컨대, (스캐닝 섬유 디스플레이 또는 스캐닝 미러 디스플레이와 같은) 스캐닝된 광 디스플레이에 대해, 그 후, 디스플레이는 순차적인 방식으로 한번에 하나의 라인 또는 하나의 픽셀로 도파관(164)을 제시하고 있다.[00312]
Referring back to the issue of how to supply the projector or other
[00313]
가변 초점 렌즈 엘리먼트(166)가 고주파수의 픽셀 단위 또는 라인 단위 제시로 유지될 수 있으면, 각각의 라인 또는 픽셀은, 눈(58)으로부터 상이한 초점 거리에서 인지되도록 가변 초점 렌즈 엘리먼트(166)를 통해 제시되고 동적으로 포커싱될 수 있다. 픽셀 단위 초점 변조는 일반적으로, 극도로 신속하고/높은-주파수의 가변 초점 렌즈 엘리먼트(166)를 요구한다. 예컨대, 초당 60 프레임들의 전체 프레임 레이트를 갖는 1080P 해상도 디스플레이는 통상적으로, 대략 초당 1억2천5백만개의 픽셀들을 제시한다. 그러한 구성은 또한, 전기-활성 재료, 예컨대, 리튬 니오베이트 또는 전기-활성 폴리머를 사용하는 렌즈와 같은 고체 상태 스위칭가능한 렌즈를 사용하여 구성될 수 있다. 도 7a에 예시된 시스템과의 그의 호환성에 부가하여, 프레임 순차 다중-초점 디스플레이 구동 접근법은, 본원에 설명된 다수의 디스플레이 시스템 및 광학 실시예들과 함께 사용될 수 있다.[00313]
If the variable
[00314]
도 7b를 참조하면, 인듐 주석 산화물로 구성될 수 있는 기능적 전극들(170, 174)에 의해 둘러싸인 (액정 또는 리튬 니오베이트를 포함하는 층과 같은) 전기-활성층(172)에 대해, 종래의 투과성 기판(176; 예컨대, 알려진 내부 전반사 특징들, 및 전기-활성층(172)의 온 또는 오프 상태와 매칭하는 굴절율을 갖는 글래스 또는 플라스틱으로부터 구성되는 기판)을 갖는 도파관(168)은, 진입하는 빔들의 경로들이 시변 광필드를 본질적으로 생성하도록 동적으로 수정될 수 있기 위해 제어될 수 있다.[00314]
7B, for an electro-active layer 172 (such as a layer comprising liquid crystal or lithium niobate) surrounded by
[00315]
도 8a를 참조하면, 스택된 도파관 어셈블리(178)는, 각각의 도파관 레벨에 대해 인지될 초점 거리를 표시하는 그 각각의 도파관 레벨에 대해, 다양한 레벨들의 파면 곡률으로 눈에 이미지 정보를 전송하도록 함께 구성되는 복수의 도파관들(182, 184, 186, 188, 190) 및 복수의 약한 렌즈들(198, 196, 194, 192)을 가짐으로써 눈/뇌에 3-차원 인지을 제공하기 위해 이용될 수 있다. 복수의 디스플레이들(200, 202, 204, 206, 208) 또는 다른 실시예서는 단일 멀티플렉싱된 디스플레이는, 시준된 이미지 정보를 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)에 주입하기 위해 이용될 수 있으며, 도파관들 각각은 위에서 설명된 바와 같이, 눈을 향해 아래로 나가기 위해 각각의 도파관의 길이에 걸쳐 실질적으로 동일하게 도래한 광을 분배하도록 구성될 수 있다.[00315]
Referring to FIG. 8A, a
[00316]
눈에 가장 가까운 도파관(182)은, 그러한 도파관(182)으로 주입된 바와 같은 시준된 광을 눈에 전달하도록 구성되며, 이는 광학 무한성의 초점면을 표현할 수 있다. 다음의 위의 도파관(184)은, 시준된 광이 눈(58)에 도달할 수 있기 전에 제 1 약한 렌즈(192; 예컨대, 약한 네거티브 렌즈)를 통해 전달되는 그 시준된 광을 바깥으로 전송하도록 구성되며; 그러한 제 1 약한 렌즈(192)는, 광학 무한성로부터 사람을 향해 내부적으로 더 가까운 제 1 초점면으로부터 도래하는 바와 같이 눈/뇌가 그 다음의 위의 도파관(184)으로부터 도래하는 광을 해석하기 위해 약간 볼록한 파면 곡률을 생성하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 제 3의 위의 도파관(186)은, 눈(58)에 도달하기 전에 자신의 출력 광을 제 1(192) 및 제 2(194) 렌즈들 둘 모두를 통해 전달하며, 제 1(192) 및 제 2(194) 렌즈들의 결합된 광학적 파워는, 다음의 위의 도파관(184)으로부터의 광보다는 광학 무한성로부터 사람을 향해 내부적으로 더 가까운 제 2 초점면으로부터 도래하는 바와 같이 눈/뇌가 그 제 3의 위의 도파관(186)으로부터 도래하는 광을 해석하기 위해, 파면 발산의 다른 증분된 양을 생성하도록 구성될 수 있다.[00316]
The nearest-
[00317]
다른 도파관층들(188, 190) 및 약한 렌즈들(196, 198)은, 사람에 가장 가까운 초점면을 표현하는 어그리게이트 초점 파워에 대하여, 가장 높은 도파관과 눈 사이의 약한 렌즈들 모두를 통해 자신의 출력을 전송하는 스택에서 가장 높은 도파관(190)을 이용하여 유사하게 구성된다. 스택된 도파관 어셈블리(178)의 다른 사이드 상에서 세상(144)으로부터 도래하는 광을 뷰잉/해석하는 경우 렌즈들(198, 196, 194, 192)의 스택을 보상하기 위해, 보상 렌즈층(180)은, 아래의 렌즈 스택(198, 196, 194, 192)의 어그리게이트 파워를 보상하기 위해 스택의 상단에 배치된다. 그러한 구성은, 다시, 위에서 설명된 바와 같이 비교적 큰 사출 동공 구성에 대해, 이용가능한 도파관/렌즈 페어링들이 존재하는만큼 많은 인지된 초점면들을 제공한다. 도파관들의 반사형 양상들 및 렌즈들의 포커싱 양상들 둘 모두는 정적일 수 있다(즉, 동적이지 않거나 전기-활성적이지 않음). 대안적인 실시예에서, 그들은, 위에서 설명된 바와 같이 전기-활성 특성들을 사용하여 동적일 수 있으며, 작은 수의 도파관들이 더 많은 수의 유효 초점면들을 생성하기 위해 시간 순차적인 방식으로 멀티플렉싱될 수 있게 한다.[00317]
The
[00318]
도 8b-8n을 참조하면, 시준된 빔들을 포커싱/재안내하기 위한 회절 구성들의 다양한 양상들이 도시된다. 그러한 목적들을 위한 회절 시스템들의 다른 양상들은, 미국 특허 출원 시리얼 넘버 61/845,907호(미국 특허 출원 제 14/331,218호)에 기재되어 있으며, 그 미국 특허 출원은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다. 도 8b를 참조하면, 브래그 그레이팅과 같은 선형 회절 패턴(210)을 통해 시준된 빔을 전달하는 것은, 빔을 편향 또는 "스티어링"시킬 것이다. 방사상 대칭인 회절 패턴(212), 또는 "프레넬 구역 플레이트"를 통해 시준된 빔을 전달하는 것은, 빔의 초점 포인트를 변경시킬 것이다. 도 8c는, 선형 회절 패턴(210)을 통해 시준된 빔을 전달하는 편향 효과를 예시하고; 도 8d는 방사상 대칭인 회절 패턴(212)을 통해 시준된 빔을 전달하는 포커싱 효과를 예시한다.[00318]
8B-8N, various aspects of diffractive arrangements for focusing / redirecting collimated beams are shown. Other aspects of diffraction systems for such purposes are described in U.S. Patent Application Serial No. 61 / 845,907 (U.S. Patent Application No. 14 / 331,218), which is incorporated herein by reference in its entirety . Referring to FIG. 8B, transmitting a collimated beam through a
[00319]
도 8e 및 8f를 참조하면, 선형 및 방사 엘리먼트들(214) 둘 모두를 갖는 결합 회절 패턴은 시준된 입력 빔의 편향 및 포커싱 둘 모두를 생성한다. 이들 편향 및 포커싱 효과들은 반사 모드 뿐만 아니라 투과 모드로 생성될 수 있다. 이들 원리들은, 예컨대, 도 8g-8n에 도시된 바와 같이 부가적인 광학 시스템 제어를 허용하기 위해 도파관 구성들과 함께 적용될 수 있다. 도 8g-8n에 도시된 바와 같이, 회절 패턴(220) 또는 "회절 광학 엘리먼트"(또는 "DOE")는, 시준된 빔이 평면형 도파관(216)을 따라 내부 전반사되는 경우, 그것이 다수의 위치들에서 굴절 패턴(220)을 횡단하도록 평면형 도파관(216) 내에 인베딩된다.[00319]
8E and 8F, the combined diffraction pattern with both linear and radiating
[00320]
바람직하게, 도 8h에 도시된 바와 같이, DOE(220)는 비교적 낮은 회절 효율을 가져서, 빔의 광의 일부만이 DOE(220)의 각각의 교차점에 대하여 눈(58)을 향해 떨어져 편향되는 반면, 나머지는 내부 전반사를 통하여 평면형 도파관(216)을 통해 계속 이동하고; 그에 따라, 이미지 정보를 운반하는 광은 다수의 위치들에서 도파관을 나가는 다수의 관련된 광 빔들로 분할되며, 결과는, 평면형 도파관(216) 내의 주변에서 바운싱하는 이러한 특정한 시준된 빔에 대한 눈(58)을 향해 나가는 사출의 공평하게 균일한 패턴이다. 눈(58)을 향해 나가는 빔들은, 이러한 경우, DOE(220)가 선형 회절 패턴만을 갖기 때문에 실질적으로 평행한 것으로서 도 8h에 도시된다. 도 8l, 8m, 및 8n 사이의 비교에 도시된 바와 같이, 이러한 선형 회절 패턴 피치에 대한 변화들은, 퇴장하는 평행한 빔들을 제어가능하게 편향시키기 위해 이용될 수 있으며, 그에 의해, 스캐닝 또는 타일링 기능을 생성한다.[00320]
8H,
[00321]
다시 도 8i를 참조하면, 임베딩된 DOE(220)의 방사상 대칭인 회절 패턴 컴포넌트에서의 변화들에 대해, 퇴장 빔 패턴은 더욱 더 발산하며, 이는, 퇴장 빔 패턴을 망막 상의 초점로 가져오기 위해 더 가까운 거리에 원근조절하도록 눈에게 요구하고, 광학 무한성보다 눈에 더 가까운 뷰잉 거리로부터의 광으로서 뇌에 의해 해석될 것이다. 도 8j를 참조하면, 빔이 (예컨대, 프로젝터 또는 디스플레이에 의해) 주입될 수 있는 다른 도파관(218)의 부가에 대해, 선형 회절 패턴과 같이 이러한 다른 도파관(218)에 임베딩된 DOE(221)는, 전체의 더 큰 평면형 도파관(216)에 걸쳐 광을 확산시키도록 기능할 수 있으며, 이는, 작동 시의 특정한 DOE 구성들에 따라 더 큰 평면형 도파관(216), 즉 큰 눈 박스로부터 퇴장하는 도래한 광의 매우 큰 도래한 필드를 눈(58)에 제공하도록 기능한다.[00321]
Referring again to Fig. 8i, for changes in the diffractive pattern component that is radially symmetric to the embedded
[00322]
DOE들(220, 221)은 연관된 도파관들(216, 218)을 이등분하여 도시되지만, 이것은 그 경우일 필요는 없으며; 그들은 동일한 기능을 갖도록 도파관들(216, 218) 중 어느 하나의 사이드에 더 가깝게 또는 그 위에 배치될 수 있다. 따라서, 도 8k에 도시된 바와 같이, 단일 시준된 빔의 주입에 대해, 복제된 시준된 빔들의 전체 필드는 눈(58)을 향해 안내될 수 있다. 부가적으로, 도 8f(214) 및 8I(220)에 도시된 것과 같은 결합된 선형 회절 패턴/방사상 대칭인 회절 패턴 시나리오에 대해, Z축 포커싱 능력을 갖는 (사출 동공 기능 확장과 같은 기능에 대한(도 8k의 구성과 같은 구성에 대해, 사출 동공은 광학 엘리먼트 그 자체만큼 클 수 있으며, 이는 사용자 편의 및 인체공학상 매우 상당한 이점일 수 있음)) 빔 분포 도파관 광학이 제시되며, 여기서, 복제된 빔들의 발산 각도 및 각각의 빔의 파면 곡률 둘 모두는 광학 무한성보다 더 가까운 포인트로부터 도래하는 광을 표현한다.[00322]
DOEs 220 and 221 are shown bisecting the associated
[00323]
일 실시예에서, 하나 또는 그 초과의 DOE들은, 그들이 활성적으로 회절하는 "온" 상태들과, 그들이 현저하게 회절하지는 않는 "오프" 상태들 사이에서 스위칭가능하다. 예컨대, 스위칭가능한 DOE는 폴리머 분산된 액정의 층을 포함할 수 있으며, 여기서, 미세액적들은 호스트 매체에서 회절 패턴을 포함하고, 미세액적들의 굴절율은 호스트 매체의 굴절율과 실질적으로 매칭하도록 스위칭될 수 있거나(이 경우, 패턴은 입사광을 뚜렷하게 회절시키지 못함), 미세액적은, 호스트 매체의 인덱스와 매칭하지 않는 인덱스로 스위칭될 수 있다(이 경우, 패턴은 활성적으로 입사광을 회절시킴). 추가적으로, 도 8l-8n에서와 같이 선형 회절 피치 항과 같은 회절 항들에 대한 동적 변화들에 대해, 빔 스캐닝 또는 터널링 기능이 달성될 수 있다. 위에서 나타낸 바와 같이, DOE들(220, 221) 각각에서 비교적 작은 회절 그레이팅 효율을 갖는 것이 바람직한데, 이는, 그 효율이 광의 분산을 용이하게 하기 때문이고, 또한, 그것이 크로스하는 DOE(220)의 회절 효율이 낮은 경우, 바람직하게 투과되는 도파관들을 통해 도래하는 광(예컨대, 증강 현실 구성에서 세상(144)으로부터 눈(58)을 향해 도래하는 광)이 덜 영향을 받기 때문이며, 그러므로, 그러한 구성을 통한 실제 세상의 더 양호한 뷰가 달성된다.[00323]
In one embodiment, one or more DOEs are switchable between "on" states where they actively diffract and "off " states where they do not diffract significantly. For example, the switchable DOE may comprise a layer of polymer-dispersed liquid crystals wherein the micro-liquids comprise a diffraction pattern in the host medium, and the refractive index of the micro-liquids is switched to substantially match the refractive index of the host medium (In this case, the pattern does not clearly diffract the incident light), and the undiluted solution can be switched to an index that does not match the index of the host medium (in this case, the pattern actively diffracts the incident light). Additionally, for dynamic changes to the diffraction terms, such as linear diffraction pitch terms, as in Figures 8l-8n, a beam scanning or tunneling function can be achieved. As shown above, it is desirable to have a relatively small diffraction grating efficiency in each of the
[00324]
도 8k에 예시된 구성들과 같은 구성들은 바람직하게, 시간 순차적인 접근법에서의 이미지 정보의 주입을 이용하여 구동되며, 프레임 순차 구동은 구현에 가장 직접적이다. 예컨대, 광학 무한성에서의 하늘의 이미지는 시간 1에 주입될 수 있고, 광의 시준을 유지하는 회절 그레이팅이 이용될 수 있으며; 그 후, 가지의 광 정보가 더 가까운 초점 범위로부터 도래하고 있다는 인지을 눈/뇌에게 제공하기 위해, DOE가 초점 변화, 즉, 1 디옵터 또는 1미터 떨어진 것을 제어가능하게 전달하면서, 더 가까운 나무 가지의 이미지는 시간 2에서 주입될 수 있다. 이러한 종류의 패러다임은, 눈/뇌가 입력을 동일한 이미지의 모든 부분인 것으로 인지하도록 급속 시간 순차적인 방식으로 반복될 수 있다. 이것은 단지 2개의 초점면 예일 뿐이며; 바람직하게 시스템은, 오브젝트들과 그들의 초점 거리들 사이에서 더 평활한 트랜지션을 제공하기 위해 더 많은 초점면들을 갖도록 구성될 것이다. 이러한 종류의 구성은 일반적으로, (즉, 수십 내지 수백 사이클들/초의 범위에서 이미지들을 주입하고 있는 디스플레이의 프레임-레이트와 싱크하여) DOE가 비교적 낮은 속도로 스위칭된다고 가정한다.[00324]
Configurations such as those illustrated in Figure 8k are preferably driven using the injection of image information in a time-sequential approach, and frame sequential drive is most direct to implementation. For example, an image of the sky in optical infinity may be injected at
[00325]
대향하는 극단은, DOE 엘리먼트들이 수십 내지 수백 MHz 또는 그 이상에서 초점을 시프팅할 수 있는 구성일 수 있으며, 이는, 픽셀들이 스캐닝된 광 디스플레이 타입의 접근법을 사용하여 눈(58)으로 스캐닝되므로, 픽셀 단위로 DOE 엘리먼트들의 초점 상태의 스위칭을 용이하게 한다. 이것은, 그것이 전체 디스플레이 프레임-레이트가 매우 낮게 유지될 수 있고, 즉 "플리커"가 문제가 되지 않는다는 것을 보장하기에 충분히 낮게만 (약 60-120 프레임/초의 범위에서) 유지될 수 있다는 것을 의미하기 때문에 바람직하다.[00325]
The opposite extreme may be a configuration in which the DOE elements can shift focus from tens to hundreds of megahertz or more because the pixels are scanned into the
[00326] 이들 범위들 사이에서, DOE들이 KHz 레이트들로 스위칭될 수 있으면, 라인 단위로 각각의 스캔 라인 상의 초점은 조정될 수 있으며, 이는, 예컨대, 디스플레이에 대한 눈 모션 동안 시간적인 아티팩트들의 관점들에서 시각적인 이점을 사용자에게 부여할 수 있다. 예컨대, 장면 내의 상이한 초점면들은 이러한 방식으로, (본 발명에서 추후에 더 상세히 논의되는 바와 같이) 헤드 모션에 대한 응답으로 시각적인 아티팩트들을 최소화시키도록 인터리빙될 수 있다. 라인 단위 초점 변조기는, 그레이팅 광 밸브 디스플레이와 같은 라인 스캔 디스플레이에 동작가능하게 결합될 수 있으며 - 픽셀들의 선형 어레이는 이미지를 형성하기 위해 스윕됨 -; 섬유-스캐닝 디스플레이될 및 미러-스캐닝 광 디스플레이들과 같은 스캐닝 광 디스플레이들에 동작가능하게 결합될 수 있다.[00326] Between these ranges, if DOEs can be switched at KHz rates, the focus on each scan line may be adjusted on a line by line basis, which can be adjusted, for example, in terms of visual artifacts This can be given to the user. For example, different focal planes in the scene may be interleaved in this manner to minimize visual artifacts in response to head motion (as discussed in more detail later in the present invention). The line-by-line focus modulator may be operably coupled to a line scan display, such as a grating light valve display, wherein a linear array of pixels is swept to form an image; Such as fiber-to-scan displays and mirror-scanning optical displays.
[00327] 도 8a의 구성들과 유사한 스택된 구성은, 다중-평면 포커싱을 동시에 제공하기 위해 (도 8a의 실시예의 정적 도파관들 및 렌즈들보다는) 동적 DOE들을 사용할 수 있다. 예컨대, 3개의 동시적인 초점면들에 대해, (예컨대, 측정된 눈 원근조절에 기초한) 1차 초점면은 사용자에게 제시될 수 있으며, + 마진 및 - 마진(즉, 하나의 초점면을 더 가깝게, 하나는 더 멀게)은, 평면들이 업데이트될 필요가 있기 전에 사용자가 원근조절할 수 있는 큰 초점 범위를 제공하기 위해 이용될 수 있다. 이러한 증가된 초점 범위는, (즉, 원근조절 측정에 의해 결정된 바와 같이) 사용자가 더 가까운 초점 또는 더 먼 초점로 스위칭하면 시간적인 이점을 제공할 수 있으며; 그 후, 초점의 새로운 평면은 중간 깊이의 초점이도록 제조될 수 있고, + 및 - 마진들은, 시스템이 따라잡는 동안 다시 어느 하나로의 신속한 스위치오버를 준비한다.[00327] A stacked configuration similar to that of FIG. 8A may use dynamic DOEs (rather than the static waveguides and lenses of the embodiment of FIG. 8A) to simultaneously provide multi-plane focusing. For example, for three simultaneous focal planes, the primary focal plane (e.g., based on measured eye perspective adjustments) may be presented to the user and may include + margins and - margins (i.e., one focal plane closer , One farther) can be used to provide a large focus range that the user can adjust for perspective before the planes need to be updated. This increased focus range may provide a temporal benefit when the user switches to a closer focus or a far focus, (i.e., as determined by perspective adjustment measurements); The new plane of focus may then be fabricated to be a mid-depth focus, and the + and - margins prepare for a quick switchover to any one again while the system catches up.
[00328]
도 8o를 참조하면, 평면형 도파관들(244, 246, 248, 250, 252)의 스택(222)이 도시되며, 도파관들 각각은, 말단에 반사기(254, 256, 258, 260, 262)를 갖고, 디스플레이(224, 226, 228, 230, 232)에 의해 일 말단에 주입된 시준된 이미지 정보가 내부 전반사에 의해 반사기 아래로 바운싱하도록 구성되며, 그 포인트에서 광의 일부 또는 전부가 눈 또는 다른 타겟을 향해 반사된다. 반사기들 각각은, 그들 모두가 동공과 같은 공통 목적지를 향해 퇴장 광을 반사시키기 위해 약간 상이한 각도들을 가질 수 있다. 그러한 구성은, 프로젝팅된 광이 타겟팅된 반사기로 이동하고 있는 동안 도 8o의 실시예의 각각의 상이한 각진 반사기가 더 작은 간섭을 위해 그 자신의 도파관을 갖는다는 것을 제외하고, 도 5b의 구성과 다소 유사하다. 렌즈들(234, 236, 238, 240, 242)은, 빔 스티어링 및/또는 포커싱을 위해 디스플레이들과 도파관들 사이에 개재될 수 있다.[00328]
8O, a
[00329]
도 8p는, 퇴장 빔들이 해부학적인 동공과 같은 오브젝트들과 비교적 용이하게 정렬될 수 있도록, 반사기들(276, 278, 280, 282, 284)이 도파관들(266, 268, 270, 272, 274)에서 스태거링된 길이들로 포지셔닝되는 기하학적으로 스태거링된 버전을 예시한다. 스택(264)이 (눈의 각막과 안경 렌즈 사이의 28mm(통상적으로 편안한 지오메트리)과 같이) 눈으로부터 얼마나 멀리 떨어지는지의 정보를 이용하여, 반사기들(276, 278, 280, 282, 284) 및 도파관들(266, 268, 270, 272, 274)의 지오메트리들은, 퇴장 광으로 눈의 동공(통상적으로 약 8mm 또는 그 미만에 걸침)을 채우도록 셋업될 수 있다. 눈의 동공의 직경보다 더 큰 눈 박스로 광을 안내함으로써, 뷰어는, 디스플레이된 이미지를 관측하기 위한 능력을 유지하면서 눈 이동들을 행할 수 있다. 시야 확장 및 반사기 크기에 대해 도 5a 및 5b에 관련된 논의를 다시 참조하면, 확장된 시야는 또한 도 8p의 구성에 의해 제시되며, 그것은, 도 5b의 실시예의 스위칭가능한 반사 엘리먼트들의 복잡도를 수반하지 않는다.[00329]
8P shows that
[00330]
도 8q는, 많은 반사기들(298)이 전체 곡선과 정렬하도록 배향된 어그리게이트 또는 이산적인 평판 패시트들에서 비교적 연속하는 곡선형 반사 표면을 형성하는 버전을 예시한다. 곡선은, 포물선형 또는 타원형의 곡선일 수 있으며, 임의의 혼선 이슈들을 최소화시키기 위해 복수의 도파관들(288, 290, 292, 294, 296)에 걸쳐 절단하는 것으로 도시되지만, 그것은 모놀리스 도파관 구성으로 또한 이용될 수 있다.[00330]
Figure 8q illustrates a version in which
[00331] 일 구현에서, 높은-프레임-레이트 및 더 낮은 잔류성 디스플레이는, 비교적 높은-주파수 프레임 순차적인 볼륨 디스플레이를 포함하기 위해 더 낮은-프레임-레이트 및 더 높은 잔류성 디스플레이 및 가변 초점 엘리먼트와 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 높은-프레임-레이트 디스플레이는 더 낮은 비트 깊이를 갖고, 더 낮은-프레임-레이트 디스플레이는 더 높은 비트 깊이를 가지며, 프레임 순차적인 방식으로 이미지 슬라이스들을 제시하는데 매우 적합한 효율적인 높은-프레임-레이트 및 높은 비트 깊이 디스플레이를 포함하도록 결합된다. 그러한 접근법에 대해, 바람직하게 표현되는 3-차원 볼륨은 일련의 2-차원 슬라이스들로 기능적으로 분할된다. 그들 2-차원 슬라이스들 각각은, 프레임 순차적으로 눈에 프로젝팅되며, 이러한 제시와 싱크하여, 가변 초점 엘리먼트의 초점이 변경된다.[00331] In one implementation, high-frame-rate and lower persistence displays may be combined with lower-frame-rate and higher persistence displays and variable focus elements to include a relatively high-frequency frame sequential volume display. In one embodiment, a high-frame-rate display has a lower bit depth, a lower-frame-rate display has a higher bit depth, and an efficient high-frame, which is very suitable for presenting image slices in a frame- - rate and a high bit depth display. For such an approach, the preferably represented three-dimensional volume is functionally divided into a series of two-dimensional slices. Each of these two-dimensional slices is projected in frame sequentially into the eye and syncs with this presentation, thereby changing the focus of the variable focus element.
[00332] 일 실시예에서, 그러한 구성을 지원하기에 충분한 프레임 레이트를 획득하기 위해, 2개의 디스플레이 엘리먼트들, 즉 초당 60프레임들로 동작하는 풀-컬러 고-해상도 액정 디스플레이("LCD"; 백라이팅된 강유전성 패털 디스플레이가 또한 다른 실시예에서 이용될 수 있음; 추가적인 실시예에서 스캐닝 섬유 디스플레이가 이용될 수 있음), 및 더 높은-주파수 DLP 시스템의 양상들이 통합될 수 있다. 종래의 방식으로(즉, 풀 크기 형광 램프 또는 LED 어레이를 이용하는) LCD 패털의 후면을 조명하는 것 대신에, 종래의 조명 구성은, LCD의 후면 상에 마스크 패턴을 프로젝팅하기 위해 DLP 프로젝터를 사용하는 것을 수용하도록 제거될 수 있다(일 실시예에서, 마스크 패턴은, DLP가 조명 또는 비-조명 중 어느 하나를 프로젝팅한다는 점에서 바이너리일 수 있고; 아래에 설명되는 다른 실시예에서, DLP는 그레이스캐일 마스크 이미지를 프로젝팅하기 위해 이용될 수 있음).[00332] In one embodiment, to obtain a sufficient frame rate to support such a configuration, a full-color high-resolution liquid crystal display ("LCD") with backlighted ferroelectricity A display may also be used in other embodiments; in a further embodiment a scanning fiber display may be used), and aspects of a higher-frequency DLP system may be integrated. Instead of illuminating the back side of LCD panels in a conventional manner (i.e., using full size fluorescent lamps or LED arrays), a conventional illumination arrangement uses a DLP projector to project a mask pattern on the back side of the LCD (In one embodiment, the mask pattern may be binary in that DLP projects either illumination or non-illumination; in another embodiment, described below, the DLP may be < RTI ID = 0.0 > Which may be used to project a gray scale mask image).
[00333] DLP 프로젝션 시스템들은 매우 높은 프레임 레이트들로 동작할 수 있으며; 일 실시예에서, 초당 60프레임들의 6 깊이 평면들에 대해, DLP 프로젝션 시스템은 360프레임/초로 LCD 디스플레이의 후면에 대해 동작된다. 그 후, DLP 프로젝터는, LDC 패널의 뷰잉측과 사용자 눈 사이에 배치된 (변형가능한 멤브레인 미러와 같은) 높은-주파수 가변 초점 엘리먼트와 싱크하여 LCD 패널의 일부들을 선택적으로 조명하는데 이용되며, 가변 초점 엘리먼트는, 360프레임/초로 프레임마다 글로벌 디스플레이 초점을 변경시키는데 사용된다. 일 실시예에서, 가변 초점 엘리먼트는, 이미지 배율 또는 "줌"에 동시에 영향을 주지 않으면서 초점의 조정들을 가능하게 하기 위해, 사출 동공에 광학적으로 켤레이도록 포지셔닝된다. 다른 실시예에서, 가변 초점 엘리먼트는 사출 동공에 대해 켤례가 아니므로, 이미지 배율 변경들은 초점 조정들을 동반하며, 소프트웨어는, 제시될 이미지들을 사전-스캐일링 또는 왜곡시킴으로써 이들 광학적 배율 변경들 및 임의의 왜곡들을 보상하는데 사용된다.[00333] DLP projection systems can operate at very high frame rates; In one embodiment, for six depth planes of 60 frames per second, the DLP projection system is operated for the back of the LCD display at 360 frames per second. The DLP projector is then used to selectively illuminate portions of the LCD panel with a high-frequency variable focus element (such as a deformable membrane mirror) disposed between the viewing side of the LDC panel and the user's eye, Element is used to change the global display focus every frame at 360 frames per second. In one embodiment, the variable focus element is positioned optically conjugate to the exit pupil to enable adjustments of the focus without affecting the image magnification or "zoom" simultaneously. In another embodiment, the variable focus element is not conjugate to the exit pupil, so image magnification changes are accompanied by focus adjustments, and the software may pre-scramble or distort the images to be presented, It is used to compensate for distortions.
[00334] 동작 가능하게, 배경에 있는 하늘이 광학 무한성의 뷰잉 거리에 있게 될 것이고, 광학 무한성보다 사용자에게 더 가까운 특정 위치에 위치된 나무에 결합된 가지가 나무 몸통으로부터 사용자를 향한 방향으로 연장되어, 나무 몸통에 접하는 가지의 근위부보다 가지의 끝이 사용자에게 더 가까운 3-차원 장면이 사용자에게 제공될 예를 다시 고려하는 것이 유용하다. [00334] In operation, the sky in the background will be in the viewing distance of the optical infinity, and the branches coupled to the tree, located at a specific location closer to the user than the optical infinity, extend in the direction toward the user from the tree trunk, It is useful to reconsider the example in which the end of the branch is provided to the user with a three-dimensional scene closer to the user than the proximal part of the trunk-contacting branch.
[00335]
일 실시예에서, 제공되는 글로벌 프레임에 대해, 시스템은, 하늘 앞쪽에 나무가지의 풀-컬러의 올 인-초점 이미지를 LCD 상에 제공하도록 구성될 수 있다. 이후, 글로벌 프레임 내의 서브프레임1에서, 나무가지, 그리고 하늘과 동일한 초점 거리에서는 인지되지 않을 다른 엘리먼트들을 표현하는 LCD의 부분을 기능적으로 블랙-마스킹(즉, 조명에 실패)하면서, 흐린 하늘을 표현하는 LCD의 부분만을 조명하기 위해, 바이너리 마스킹 구성(즉, 조명, 또는 조명의 부재)의 DLP 프로젝터가 사용될 수 있고, 그리고 눈이 서브프레임1에 있는 서브-이미지를 무한히 멀리 떨어져 있는 구름들인 것으로서 알도록, 초점면을 광학 무한성에 포지셔닝시키기 위해, 가변 초점 엘리먼트(예컨대, 변형가능 멤브레인 거울)가 활용될 수 있다. [00335]
In one embodiment, for a provided global frame, the system may be configured to provide an all-in-focus image of the full-color of the tree branches in front of the sky on the LCD. Thereafter, in
[00336]
이후, 서브프레임2에서, 가변 초점 엘리먼트는 사용자 눈들로부터 약 1 미터(또는 어떤 것이든 요구되는 거리; 여기서, 가지 위치에 대한 1 미터는 예시적 목적들을 위해 사용됨) 떨어져 있는 포인트에 포커싱하도록 스위칭될 수 있고, 시스템이, 하늘, 그리고 나무가지와 동일한 초점 거리에서는 인지되지 않을 다른 엘리먼트들을 표현하는 LCD의 부분을 기능적으로 블랙-마스킹(즉, 조명에 실패)하면서, 나무가지를 표현하는 LCD의 부분만을 조명하도록, DLP로부터의 조명의 패턴이 스위칭될 수 있다. 따라서, 눈은 광학 무한성에 있는 구름의 빠른 플래시, 그 뒤를 이어, 1 미터에 있는 나무의 빠른 플래시를 얻고, 그리고 시퀀스가 눈/뇌에 의해 통합되어, 3-차원 인지가 형성된다. 가지가 뷰어에 관련해 대각선으로 포지셔닝될 수 있어, 이 가지는 뷰잉 거리들의 범위를 통과해 연장되는데, 예컨대, 가지의 끝들이 1 미터의 더 가까운 포지션에 있는 반면에, 이 가지는 약 2 미터의 뷰잉 거리에서 몸통과 접할 수 있다. [00336]
Thereafter, in
[00337] 이 경우, 디스플레이 시스템은, 1 미터에서의 단일 슬라이스가 아니라, 나무가지의 3-D 체적을 다수의 슬라이스들로 분할할 수 있다. 예컨대, (하나의 초점 슬라이스의 표현 동안에 나무의 모든 영역들을 마스킹하기 위해 DLP를 사용하여) 하늘을 표현하기 위해 이 하나의 초점 슬라이스가 사용될 수 있는 반면에, (제공될 나무가지의 각각의 파트에 대해, 한 부분을 제외한 나무의 모든 부분들 및 하늘을 마스킹하기 위해 DLP를 사용하여) 나무가지가 5개의 초점 슬라이스들에 걸쳐 분할된다. 바람직하게, 깊이 슬라이스들이 눈의 초점 깊이와 동일하거나 또는 그보다 작은 간격으로 포지셔닝되어, 뷰어는 슬라이스들 간의 변환을 알아채지 못할 것이고, 대신에, 초점 범위를 통해 가지의 매끄럽고 연속적인 흐름을 인지할 것이다. [00337] In this case, the display system may divide the 3-D volume of the tree branch into a plurality of slices, rather than a single slice at 1 meter. For example, while this single focus slice can be used to represent the sky (using DLP to mask all areas of the tree during the representation of one focus slice) (Using DLP to mask all parts of the tree except one part and the sky), the tree branch is divided over five focus slices. Preferably, the depth slices are positioned at an interval equal to or less than the focal depth of the eye so that the viewer will not notice the transition between the slices and instead will perceive a smooth, continuous flow of branches through the focus range .
[00338]
다른 실시예에서, 3-차원 인지를 개선시키기 위해, 바이너리(조명 또는 암시야 전용) 모드의 DLP를 활용하는 대신에, 그레이스케일(예컨대, 256개 셰이드들의 그레이스케일) 마스크를 LCD 패널의 후방으로 프로젝팅하는 것이 활용될 수 있다. 그레이스케일 셰이드들은, 인접한 깊이 또는 초점면들 사이에 무언가가 상주한다는 인지를 눈/뇌에게 전하기 위해 활용될 수 있다. 가지 및 구름들 시나리오로 되돌아가면, 사용자에게 가장 가까운 가지의 리딩 에지가 초점면1에 있을 경우, 서브프레임1에서, LCD 상의 그 부분 가지는, 초점면1에서의 가변 초점 엘리먼트를 이용하여 DLP 시스템으로부터 최대 세기 화이트로 밝혀질 수 있다. [00338]
In an alternative embodiment, instead of utilizing a DLP in binary (illumination or darkfield only) mode, a gray scale (e.g., a gray scale of 256 shades) mask may be applied to the back of the LCD panel Projecting can be utilized. Grayscale shades can be used to tell the eye / brain that there is something resident between adjacent depths or focal planes. Returning to the branch and clouds scenario, if the leading edge of the branch closest to the user is at
[00339]
이후, 서브프레임2에서, 밝혀졌던 파트 바로 뒤의 초점면2에서의 가변 초점 엘리먼트를 이용하여, 어떠한 조명도 존재하지 않을 것이다. 이들은 위의 바이너리 DLP 마스킹 구성과 유사한 단계들이다. 그러나, 초점면1과 초점면1 사이의 포지션에, 예컨대, 중간에 인지될 가지의 부분이 존재하는 경우, 그레이스케일 마스킹이 활용될 수 있다. DLP는 양쪽 서브프레임1 및 서브프레임2 동안에 그 부분에 조명 마스크를 프로젝팅할 수 있지만, 각각의 서브프레임에 대해 절반의 조명(예컨대, 256개 그레이스케일 중 레벨 128)으로 프로젝팅할 수 있다. 이는 초점 층들의 깊이의 블렌딩의 인지를 제공하는데, 인지되는 초점 거리는 서브프레임1과 서브프레임2 사이의 조도 비율에 비례한다. 예컨대, 초점면1과 초점면2 사이의 길의 3/4번째에 놓여야 하는 나무가지의 부분에 대해, 서브프레임1에서 LCD의 그 부분을 조명하기 위해 약 25% 세기 그레이스케일 마스크가 사용될 수 있고, 그리고 서브프레임2에서 LCD의 동일한 부분을 조명하기 위해 약 75% 그레이스케일 마스크가 사용될 수 있다.[00339]
Thereafter, in
[00340] 일 실시예에서, 고 동적 범위 디스플레이를 생성하기 위해, 저-프레임-레이트 디스플레이 및 고-프레임-레이트 디스플레이 둘 다의 비트 깊이들이 이미지 변조를 위해 결합될 수 있다. 고 동적 범위 다중-초점 3-D 디스플레이를 포함하기 위해, 고 동적 범위 드라이빙은 위에서 설명된 초점면 어드레싱 기능과 동시에 수행될 수 있다.[00340] In one embodiment, to create a high dynamic range display, the bit depths of both the low-frame-rate display and the high-frame-rate display may be combined for image modulation. To include a high dynamic range multi-focus 3-D display, high dynamic range driving can be performed simultaneously with the focal plane addressing function described above.
[00341] 계산 자원들에 대해 더욱 효율적일 수 있는 다른 실시예에서, 디스플레이(즉, LCD) 출력의 특정 부분만이 DMD에 의해 마스크-조명될 수 있고, 그리고 사용자 눈으로 가는 도중에 가변적으로 포커싱될 수 있다. 예컨대, 디스플레이의 중간 부분이 마스크 조명될 수 있는데, 디스플레이의 주변부는 다양한 원근조절 큐들을 사용자에게 제공하지 않는다(즉, 주변부가 DLP DMD에 의해 균일하게 조명될 수 있는 반면에, 중심부는 활성적으로 마스킹되고 그리고 눈으로 가는 도중에 가변적으로 포커싱된다). [00341] In another embodiment, which may be more efficient for computational resources, only certain portions of the display (i.e., LCD) output may be mask-illuminated by the DMD and may be variably focused on the way to the user's eyes. For example, the middle portion of the display may be mask illuminated, while the periphery of the display does not provide the user with various perspective adjustment cues (i.e., the periphery may be uniformly illuminated by the DLP DMD, Masked and variably focused on the way to the eye).
[00342] 위에서 설명된 실시예에서, 약 360 Hz의 재생률은 각각 약 60개 프레임들/초로 6개 깊이 평면들을 허용한다. 다른 실시예에서, DLP의 동작 주파수를 증가시킴으로써, 훨씬 더 높은 재생률들이 달성될 수 있다. 표준 DLP 구성은 MEMS 디바이스, 그리고 광을 디스플레이 또는 사용자를 향해 반사시키는 모드 내지 광을 디스플레이 또는 사용자로부터 멀리, 예컨대, 차광판으로 반사시키는 모드 사이에서 토글링하는 마이크로-거울들의 어레이를 사용한다 ―따라서, 이들은 본질적으로 바이너리이다. DLP들은 통상적으로, 펄스 폭 변조 스키마를 사용하여 그레이스케일 이미지들을 생성하고, 여기서 더 밝은 픽셀, 또는 중간 밝기의 픽셀을 생성하기 위하여, 가변 듀티 사이클에 대한 가변적인 양이 시간 동안에, 거울은 "온" 상태로 남아 있다. 따라서, 그레이스케일 이미지들을 중간의 프레임 레이트로 생성하기 위해, 이들은 훨씬 더 높은 바이너리 레이트로 실행되고 있다. [00342] In the embodiment described above, the refresh rate of about 360 Hz allows six depth planes at about 60 frames per second each. In another embodiment, by increasing the operating frequency of the DLP, much higher refresh rates can be achieved. The standard DLP configuration employs an array of micro-mirrors that toggle between MEMS devices and modes that reflect light toward the display or user, or between modes that reflect light away from the display or the user, e.g., to the shading plate. These are essentially binary. DLPs typically use a pulse width modulation scheme to generate gray scale images where a variable amount of time for a variable duty cycle to produce a brighter pixel, or a pixel of intermediate brightness, "State. Thus, in order to generate the gray scale images at an intermediate frame rate, they are being performed at a much higher binary rate.
[00343] 위에서 설명된 구성들에서, 이러한 셋업은 그레이스케일 마스킹을 생성하기 위해 잘 작용한다. 그러나, DLP 드라이브 방식이 이 방식이 서브이미지들을 바이너리 패턴으로 플래싱하도록 적응되는 경우, 프레임 레이트는 크게 ―초당 수천 개의 프레임들만큼― 증가될 수 있고, 이는 수백 내지 수천 개의 깊이 평면들이 60개 프레임들/초로 재생되는 것을 허용하며, 이는 위에서 설명된 바와 같은 깊이-면-간 그레이스케일 보간을 제거하는데 활용될 수 있다. Texas Instruments DLP 시스템에 대한 통상적인 펄스 폭 변조 방식은 8-비트 커맨드 신호를 갖고(제 1 비트가 거울의 제 1 롱 펄스이고; 제 2 비트가 제 1 비트의 절반만큼 긴 펄스이고; 제 3 비트가 다시 절반만큼 긴 펄스인 식이다), 따라서 이 구성은 2번째 내지 8번째의 파워 상이한 조명 레벨들을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, DLP로부터의 백라이팅은 생성되는 서브이미지들의 밝기를 등화시키기 위해 자신의 세기가 DMD의 상이한 펄스들과 동기화된 채로 변경되게 할 수 있고, 이는, 기존의 DMD 드라이브 전자장치가 크게 더 높은 프레임 레이트들을 초래하게 하기 위한 현실적인 제2의 해결책이다. [00343] In the configurations described above, this setup works well to create gray scale masking. However, if the DLP drive scheme is adapted to flash sub-images in a binary pattern, then the frame rate can be greatly increased-by thousands of frames per second, which may result in hundreds to thousands of depth planes having 60 frames / Second, which can be utilized to eliminate depth-to-face greyscale interpolation as described above. A typical pulse width modulation scheme for a Texas Instruments DLP system has an 8-bit command signal (the first bit is the first long pulse in the mirror; the second bit is a pulse that is half as long as the first bit; Is again a half as long pulse), so this configuration can produce the second through eighth power different illumination levels. In one embodiment, backlighting from the DLP can cause its intensity to be changed synchronized with the different pulses of the DMD to equalize the brightness of the generated sub-images, Which is a realistic second solution for causing high frame rates.
[00344] 다른 실시예에서, 통상적인 가변 온-타임 구성 대신에, 거울들이 항상 동일한 온-타임을 갖게 하기 위해, DMD 드라이브 전자장치 및 소프트웨어에 대한 직접 제어 변경들이 활용될 수 있고, 이는 더 높은 프레임 레이트들을 가능하게 할 것이다. 다른 실시예에서, DMD 드라이브 전자장치는, 높은 비트 깊이 이미지들의 프레임 레이트를 초과하지만 바이너리 프레임 레이트보다는 더 낮은 프레임 레이트로, 낮은 비트 깊이 이미지들을 제공하도록 구성될 수 있고, 이는 초점면들의 수를 적정하게 증가시키면서, 초점면들 사이의 어떤 그레이스케일 블렌딩을 가능하게 한다.[00344] In an alternative embodiment, direct control changes to the DMD drive electronics and software may be utilized to ensure that the mirrors always have the same on-time, instead of the usual variable on-time configuration, . In another embodiment, the DMD drive electronics may be configured to provide low bit depth images at a frame rate that exceeds the frame rate of high bit depth images but at a lower frame rate than the binary frame rate, To allow any gray scale blending between the focal planes.
[00345] 다른 실시예에서, 유한한 수, 예컨대, 위의 예에서 6개의 깊이 평면들로 제한될 때, 사용자에게 제공되고 있는 장면에서 최대로 유용하게 되도록, 이들 6개 깊이 평면들을 기능적으로 이리저리 이동시키는 것이 바람직하다. 예컨대, 사용자가 방 안에 서 있고 가상 몬스터가 사용자의 증강 현실 뷰 안에 배치될 경우(가상 몬스터는 사용자 눈들로부터 직선으로 떨어진 Z 축에서 약 2 피트의 깊이로 있음), 몬스터의 현재 위치의 중심 주위에서 6개 깊이 평면들 전부를 클러스터링하는 것(그리고 몬스터가 사용자에 관련해 움직임에 따라 몬스터와 함께 이들을 동적으로 이동시키는 것)이 타당하고, 따라서 더욱 풍부한 원근조절 큐들이 사용자에게 제공될 수 있는데, 여섯 개의 깊이 평면들 전부는 몬스터의 직접 구역에 있다(예컨대, 몬스터의 중심 앞쪽에 3개, 몬스터의 중심 뒤에 3개). 깊이 평면들의 이러한 할당은 콘텐츠 종속적이다. [00345] In another embodiment, moving these six depth planes back and forth so that they are the most useful in the scene being presented to the user when limited to a finite number, e.g., six depth planes in the above example desirable. For example, if a user is standing in a room and a virtual monster is placed in a user's augmented reality view (the virtual monster is at a depth of about 2 feet from the Z axis away from the user's eyes), around the center of the monster's current location Clustering all six depth planes (and dynamically moving the monsters along with the monsters as they move with respect to the user) is reasonable, and therefore more abundant perspective control cues can be provided to the user, All of the depth planes are in the direct area of the monster (eg, 3 in front of the center of the monster, 3 behind the center of the monster). This assignment of depth planes is content dependent.
[00346] 예컨대, 동일한 몬스터가 동일한 방 안에 제공될 것이지만, 가상 윈도우 프레임 엘리먼트가 사용자에게 또한 제시될 것이고, 이후, 가상 윈도우 프레임 밖으로 광학 무한성에 대한 가상 뷰가 제공될 위의 장면에서, 광학 무한성에 대해 적어도 하나의 깊이 평면, 가상 윈도우 프레임을 하우징할 벽의 깊이에 대해 하나의 깊이 평면, 그리고 아마도 방 안의 몬스터에 대해 나머지 네 개의 깊이 평면들을 소비하는 것이 유용할 것이다. 콘텐츠가 가상 윈도우로 하여금 사라지게 하는 경우, 두 개의 깊이 평면들이 몬스터 주위의 구역에 동적으로 재할당되는 식일 수 있다 ―컴퓨팅 및 표현 자원들이 제공된다면, 가장 풍부한 경험을 사용자에게 제공하기 위한 초점면 자원들의 콘텐츠-기반 동적 할당.[00346] For example, the same monster would be provided in the same room, but a virtual window frame element would also be presented to the user, and then, in the scene above, a virtual view of optical infinity would be provided out of the virtual window frame, , One depth plane for the depth of the wall that will house the virtual window frame, and perhaps the remaining four depth planes for the monster in the room. If the content causes the virtual window to disappear, the two depth planes can be dynamically reallocated to the area around the monster - if computing and presentation resources are provided, the focal plane resources to provide the richest experience to the user Content - based dynamic allocation.
[00347]
다른 실시예에서, 가변 초점 광 파면들을 생성하기 위해, 다중코어 섬유 또는 단일-코어 섬유들의 어레이에서의 위상 지연들이 활용될 수 있다. 도 9의 a를 참조하면, 다중코어 섬유(300)는 다수의 개별 섬유들(302)의 어그리게이션을 포함할 수 있고; 도 9의 b는 다중코어 어셈블리의 확대도를 도시하며, 이 다중코어 어셈블리는 각각의 코어로부터의 광을 각각으로부터의 구형 파면(304)의 형태로 방출한다. 코어들이 예컨대 공유 레이저 광원으로부터의 코히런트 광을 송신하고 있는 경우, 이들 작은 구형 파면들은 궁극적으로, 구조상으로 그리고 파괴적으로 서로를 간섭하고, 그리고 이들이 다중코어 섬유로부터 동상으로 방출된 경우, 도시된 바와 같이, 이들은 거의 평판 파면(306)을 어그리게이트에서 발전시킬 것이다. 그러나, (예컨대, 다른 코어들에 관련해 일부 코어들의 경로를 느리게 하기 위해, 리튬 니오브산염을 사용하는 것과 같은 통상적인 위상 변조기를 사용하여) 위상 지연들이 코어들 사이에서 유도되는 경우, 광학 무한성보다 더 가까운 포인트로부터 오는 오브젝트를 눈들/뇌에서 표현하기 위해, 곡선형 또는 구형의 파면이 어그리게이트에서 생성될 수 있고, 이는 위에서 설명된 가변 초점 엘리먼트들 대신에 사용될 수 있는 다른 옵션을 제공한다. 다시 말해, 광원으로부터 다수의 광학 초점 레벨들을 생성하기 위해, 이러한 페이즈드 다중코어 구성 또는 페이즈드 어레이가 활용될 수 있다.[00347]
In another embodiment, phase delays in an array of multi-core fibers or single-core fibers may be utilized to produce variable focus optical wavefronts. Referring to Figure 9a, the
[00348] 광섬유들의 사용에 관련된 다른 실시예에서, 다중-모드 광섬유 또는 광 가이딩 로드들 또는 파이프들의 알려진 푸리에 변환 양상이, 이러한 섬유로부터 출력되는 파면들의 제어를 위해 활용될 수 있다. 광섬유들은 통상적으로 두 개의 카테고리들: 단일 모드 및 다중-모드에서 이용가능하다. 다중-모드 광섬유는 통상적으로 더 큰 코어 직경들을 갖고, 그리고 단일 모드 광섬유의 단지 하나의 각도 경로가 아니라, 다수의 각도 경로들을 따라서 광이 전파되도록 허용한다. 이미지가 다중-모드 섬유의 일 단부에 주입되는 경우, 이미지가 다중-모드 섬유를 통해 전파될 때 그 이미지에 인코딩되는 각도 차이들이 어느 정도 유지될 것임이 알려져 있고, 그리고 일부 구성들의 경우, 섬유로부터의 출력은, 출력되었던 이미지의 푸리에 변환과 크게 유사할 것이다. [00348] In other embodiments involving the use of optical fibers, known Fourier transforms of multi-mode optical fibers or optical guiding rods or pipes can be utilized for control of wavefronts output from such fibers. Optical fibers are typically available in two categories: single mode and multi-mode. Multi-mode optical fibers typically have larger core diameters and allow light to propagate along multiple angular paths, rather than just one angular path of single mode fiber. It is known that when an image is injected into one end of a multi-mode fiber, the angular differences encoded in the image will be maintained to some extent as the image propagates through the multi-mode fiber, and in some configurations, Will be very similar to the Fourier transform of the image that was output.
[00349] 따라서, 일 실시예에서, 푸리에 변환을 광학적으로 전하는 섬유를 통과한 이후에, 출력이 원하는 형상의 또는 포커싱된 파면이 되도록, 파면(예컨대, 광학 무한성보다 사용자에게 더 가까운 초점면을 표현하기 위한 발산 구형 파면)의 역 푸리에 변환이 입력될 수 있다. 예컨대, 이러한 출력 단부는, 스캐닝된 섬유 디스플레이로서 사용되도록 막 스캐닝될 수 있거나, 또는 이미지를 형성하기 위해 스캐닝 거울에 대한 광원으로서 사용될 수 있다. 따라서, 이러한 구성은 또 다른 초점 변조 서브시스템으로서 활용될 수 있다. 다른 종류들의 광 패턴들 및 파면들이 다중-모드 섬유에 주입될 수 있어, 출력 단부 상에서, 특정 공간 패턴이 방출된다. 이는 웨이브렛 패턴의 균등물을 갖는데 활용될 수 있다(광학에서, 광학 시스템은 Zernicke 계수들로 불리는 어떤 것의 측면에서 분석될 수 있고; 이미지들은 유사하게, 더 작은 주 컴포넌트들, 또는 상대적으로 더 단순한 이미지 컴포넌트들의 가중된 결합으로 특성화 및 분해될 수 있다). 따라서, 입력 측 상의 주 컴포넌트들을 사용하여 광이 눈 안으로 스캐닝되는 경우, 더 높은 해상도의 이미지가 다중-모드 섬유의 출력 단부에서 복원될 수 있다. [00349] Thus, in one embodiment, after passing through the fiber optically conducting the Fourier transform, the wavefront (e.g., to provide a focal plane closer to the user than the optical infinite) so that the output is a desired shape or a focused wavefront. Diverging spherical wave surface) can be input. For example, such an output end may be film scanned for use as a scanned fiber display, or may be used as a light source for a scanning mirror to form an image. Thus, this configuration can be utilized as another focus modulation subsystem. Different types of light patterns and wavefronts can be injected into the multi-mode fiber, so that a specific spatial pattern is emitted on the output end. (In optics, the optical system can be analyzed in terms of something called Zernicke coefficients; images can similarly be analyzed for smaller main components, or for a relatively simpler Can be characterized and decomposed into weighted combinations of image components). Thus, when light is scanned into the eye using the main components on the input side, a higher resolution image can be reconstructed at the output end of the multi-mode fiber.
[00350] 다른 실시예에서, 3-차원 초점 변조 및/또는 해상도 개선을 위해 사용될 수 있는 파면을 출력하기 위해, 홀로그램의 푸리에 변환이 다중-모드 섬유의 입력 단부에 주입될 수 있다. 특정 단일 섬유 코어, 다중-코어 섬유들, 또는 동심원 코어 + 클래딩 구성들이 또한, 전술된 역 푸리에 변환 구성들에서 활용될 수 있다.[00350] In another embodiment, a Fourier transform of the hologram can be injected at the input end of the multi-mode fiber to output a wavefront that can be used for three-dimensional focus modulation and / or resolution enhancement. Certain single fiber cores, multi-core fibers, or concentric core + cladding configurations may also be utilized in the aforementioned inverse Fourier transform configurations.
[00351] 다른 실시예에서, 사용자의 특정한 원근조절 또는 눈 응시 상태에 관계없이 높은 프레임 레이트로 사용자 눈에 접근하여 파면들을 물리적으로 조작하는 것이 아니라, 시스템은 사용자의 원근조절을 모니터링하도록 구성될 수 있고, 그리고 다수의 상이한 광 파면들의 세트를 제공하는 것이 아니라, 시스템은 눈의 원근조절 상태에 대응하는 시간에 단일 파면을 제공하도록 구성될 수 있다. 원근조절은 직접적으로(예컨대, 적외선 자기굴절매체 또는 편심 광굴절에 의해) 또는 간접적으로(예컨대, 사용자의 두 눈들의 수렴 레벨을 측정함으로써; 위에서 설명된 바와 같이, 수렴 및 원근조절이 신경학상으로 강하게 링크되고, 따라서 원근조절의 추정치가 수렴 기하학적 구조에 기초하여 이루어질 수 있음) 측정될 수 있다. 따라서, 말하자면, 사용자로부터 1 미터의 결정된 원근조절을 이용하여, 이후, 눈에서의 파면 표현들은 위의 가변 초점 구성들 중 임의의 구성을 사용하여 1 미터 초점 거리에 대해 구성될 수 있다. 2 미터에 포커싱하기 위한 원근조절 변경이 검출되는 경우, 눈에서의 파면 표현이 2 미터 초점 거리에 대해 재구성되는 식일 수 있다. [00351] In another embodiment, rather than physically manipulating the wavefronts by approaching the user's eye at a high frame rate regardless of the user's particular perspective adjustment or eye-gaze state, the system may be configured to monitor the user's perspective adjustment, Rather than providing a plurality of different sets of optical wavefronts, the system can be configured to provide a single wavefront at a time corresponding to the perspective control of the eye. Perspective adjustments may be made either directly (e.g., by infrared magnetic refraction media or by eccentric light refraction) or indirectly (e.g., by measuring the convergence level of the user's two eyes; So that an estimate of the perspective adjustment can be made based on the convergent geometry). Thus, say, using the determined distance adjustment of 1 meter from the user, then the wavefront representations in the eye can be configured for a 1 meter focal length using any of the above variable focus configurations. If a perspective adjustment change to focus on a 2 meter is detected, then the wavefront representation in the eye may be reconstructed for a 2 meter focal length.
[00352] 따라서, 원근조절 추적을 통합하는 일 실시예에서, 가변 초점 엘리먼트가 출력 결합기(예컨대, 도파관 또는 빔스플리터)와 사용자 눈 사이의 광학 경로에 배치될 수 있어, 초점은 눈의 원근조절 변경들과 함께(즉, 바람직하게, 눈의 원근조절 변경들과 동일한 레이트로) 변경될 수 있다. 오브젝트가 그 뷰잉 거리에 있었을 경우 망막에서 예상되는 광학 블러를 시뮬레이팅하고 눈들/뇌에 의한 3-차원 인지를 개선시키기 위해서, 초점이 맞지 않는 오브젝트들에 가변적 양들의 블러(예컨대, 가우시안)를 생성하기 위해, 소프트웨어 효과들이 활용될 수 있다. [00352] Thus, in one embodiment incorporating perspective adjustment tracking, the variable focus element may be placed in the optical path between the output coupler (e.g., waveguide or beam splitter) and the user eye such that the focus changes with the eye's perspective adjustment changes (I. E., Preferably at the same rate as the eye's perspective adjustment changes). (E.g., Gaussian) to unfocused objects to simulate the optical blur expected in the retina when the object was at its viewing distance and to improve the three-dimensional perception by the eyes / brain In order to do so, software effects can be utilized.
[00353]
단순한 실시예는 단일 평면이지만 ―이 단일 평면의 초점 레벨은 뷰어의 원근조절 레벨에 종속됨―, 원근조절 추적 시스템에 대한 성능 요구들은, 심지어 낮은 번호의 다수의 평면들이 사용되는 경우 완화될 수 있다. 도 10을 참조하면, 다른 실시예에서, 파면들의 가치가 있는 세 개의 초점면들을 동시에 생성하기 위해, 약 3개 도파관들(318, 320, 322)의 스택(328)이 활용될 수 있다. 일 실시예에서, 약한 렌즈들(324, 326)이 정적 초점 거리들을 가질 수 있고, 그리고 가변 초점 렌즈(316)가 눈들의 원근조절 추적에 종속될 수 있어, 세 개의 도파관들 중 하나(말하자면, 중간 도파관(320))가 인-초점 파면인 것으로 여겨지는 것을 출력하는 반면에, 다른 두 개의 도파관들(322, 318)은 + 마진 파면 및 - 마진 파면(즉, 검출된 초점 거리보다 약간 더 먼 파면, 검출된 초점 거리보다 약간 더 가까운 파면)을 출력하며, 이는 3-차원 인지를 개선시킬 수 있고 그리고 또한 뇌/눈 원근조절 제어 시스템이 네거티브 피드백으로서 어떤 블러를 감지하기에 충분한 차이를 제공할 수 있으며, 이는 현실 인지를 개선시키고 그리고 초점 레벨들의 물리적 조정이 필요하기 이전에 원근조절의 범위를 허용한다. [00353]
Although the simple embodiment is a single plane - the focus level of this single plane is subordinate to the perspective adjustment level of the viewer - performance requirements for a perspective adjustment tracking system can be mitigated even when multiple planes of low number are used . Referring to FIG. 10, in another embodiment, a
[00354]
증강 현실 구성에서 실세계(144)에서 오는 광이 스택(328) 및 출력 렌즈(316)의 어셈블리에 의해 리포커싱 또는 확대되지 않음을 보장하기 위해, 가변 초점 보상 렌즈(314)가 또한 도시된다. 렌즈들(316, 314)에서의 가변 초점은, 위에서 논의된 바와 같이, 굴절, 회절, 또는 반사 기술들을 이용하여 달성될 수 있다. [00354]
A variable
[00355]
다른 실시예에서, 가변 초점 엘리먼트가 도 10의 구성의 스택(328)에서와 같이 중앙집중화될 필요가 없도록, 스택의 도파관들 각각은 (예컨대, 포함된 전자식으로 스위칭가능 DOE를 가짐으로써) 초점을 변경시키기 위한 자신만의 능력을 포함할 수 있다. [00355]
In another embodiment, each of the waveguides of the stack may have a focus (e.g., by having an electronically switchable DOE included therein) such that the variable focus elements do not need to be centralized as in the
[00356] 다른 실시예에서, 고정된 초점의 약한 렌즈들 더하기 전체-스택-리포커싱 가변 초점 엘리먼트의 결합에 대한 필요를 제거하기 위해, 가변 초점 엘리먼트들은 스택의 도파관들 사이에 인터리빙될 수 있다(즉, 도 10의 실시예에서와 같이 고정된 초점의 약한 렌즈들이 아님). [00356] In another embodiment, the variable focus elements may be interleaved between the waveguides of the stack (i. E., By way of example, in order to eliminate the need for a combination of weak focus lenses of fixed focus and full-stack-refocusing variable focus elements) Lt; RTI ID = 0.0 > 10 < / RTI >
[00357] 이러한 스택킹 구성들은 본원에 설명되는 원근조절 추적 변형들에서 사용될 수 있고, 그리고 또한 프레임-순차적 다중-초점 디스플레이 접근법에서 사용될 수 있다. [00357] Such stacking arrangements can be used in the perspective adjustment tracking variants described herein, and also in a frame-sequential multi-focus display approach.
[00358] 광이 작은 사출 동공, 예컨대, 1/2 mm 직경 또는 그 미만의 사출 동공을 갖는 동공에 들어가는 구성에서, 당업자는, 빔이 눈들/뇌에 의해 인-초점로서 항상 해석되는 핀홀 렌즈 구성의 균등물, 예컨대, 눈에 이미지들을 스캐닝하기 위해 0.5 mm 직경 빔을 사용하는 스캐닝된 광 디스플레이를 갖는다. 이러한 구성은 Maxwellian 뷰 구성으로서 알려져 있고, 그리고 일 실시예에서, 원근조절 추적으로부터 결정된 초점면 앞쪽에 있거나 또는 그 초점면을 지나서 있는 초점면으로서 인지될 이미지 정보에 소프트웨어를 사용하여 블러를 유도하기 위해, 원근조절 추적 입력이 활용될 수 있다. 다시 말해, 당업자가 Maxwellian 뷰를 제시하는 디스플레이를 이용하여 시작하는 경우, 모든 것은 이론상으로 인 초점될 수 있고, 그리고 풍부하고 자연스러운 3-차원 인지를 제공하기 위해, 시뮬레이팅된 광학 블러가 소프트웨어로 유도될 수 있고, 그리고 원근조절 추적 상태에 종속될 수 있다.[00358] In a configuration in which light enters a pupil with a small exit pupil, e.g., a pupil with exit pupil of 1/2 mm diameter or less, those skilled in the art will appreciate that the beam is uniformly distributed in the pinhole lens configuration , E.g., a scanned optical display using a 0.5 mm diameter beam to scan images in the eye. This configuration is known as the Maxwellian view configuration, and in one embodiment, to derive the blur using software on image information to be perceived as a focal plane either in front of, or beyond, the focal plane determined from the perspective adjustment tracking , Perspective adjustment tracking input may be utilized. In other words, when a person skilled in the art starts with a display that presents a Maxwellian view, everything can be focused on theoretically, and simulated optical blur can be induced in software to provide rich, , And can be subject to a perspective adjustment tracking state.
[00359] 일 실시예에서, 스캐닝 섬유 디스플레이가 이러한 구성에 잘 맞는데, 그 이유는 스캐닝 섬유 디스플레이가 Maxwellian 형태의 작은-직경 빔들만을 출력하도록 구성될 수 있기 때문이다. 다른 실시예에서, 단 한 개만이 임의의 제공되는 시간에 사용자의 해부학적 동공을 가격할 것임을 보장하는, 제공되는 사출 동공들의 어레이에서의 피치로, 예컨대, 하나 또는 그 초과의 스캐닝 섬유 디스플레이들에 의해, 또는 도 8k를 참조하여 설명된 것과 같은 DOE 구성에 의해, 시스템의 기능적 눈 박스를 증가시키기 위해(그리고 또한, 눈의 유리질 또는 각막에 상주할 수 있는 광-차단 입자의 영향을 감소시키기 위해), 사출 동공들의 어레이가 생성될 수 있다(예컨대, 평균 해부학적 동공 직경이 4mm일 경우, 일 구성은 대략 4mm의 간격들로 서로 이격된 1/2 mm 사출 동공들을 포함할 수 있다). 이러한 사출 동공들이 또한, 눈 포지션에 대한 응답으로 스위칭 가능할 수 있어, 눈은 항상 한 번에 하나의, 그리고 단 한 개의 활성의 작은 사출 동공만을 받고; 이는 사출 동공들의 더 빽빽한 어레이를 허용한다. 이러한 사용자는, 인지되는 깊이 인지를 개선시키기 위해 소프트웨어-기반 블러 기술들이 부가될 수 있는 큰 초점 깊이를 가질 것이다.[00359] In one embodiment, the scanning fiber display fits this configuration because the scanning fiber display can be configured to output only small-diameter beams in the Maxwellian form. In an alternative embodiment, one or more scanning fiber displays may be used with a pitch in the array of provided exit pupils, e.g., one or more, to ensure that only one will price the anatomical pupil of the user at any given time. To increase the functional eye box of the system (and also to reduce the effect of light-blocking particles that may reside in the vitreous or cornea of the eye, by a DOE configuration as described with reference to Figure 8k) ), An array of exit pupils may be created (e.g., if the average anatomical pupil diameter is 4 mm, one configuration may include 1/2 mm exit pupils spaced apart from each other at approximately 4 mm intervals). These exit pupils may also be switchable in response to the eye position so that the eye always receives only one, and only one, small active pupil at a time; This allows a denser array of exit pupils. Such a user will have a large depth of focus in which software-based blur techniques can be added to improve perceived depth perception.
[00360]
위에서 논의된 바와 같이, 광학 무한성에 있는 오브젝트가 실질적으로 평판 파면을 생성하고; 예컨대, 눈으로부터 1m 떨어져 있는 더 가까운 오브젝트가 곡선형 파면(약 1m 볼록 반경의 곡률을 가짐)을 생성한다. 광의 인입 광선들이 결국 망막에 포커싱되도록(볼록 파면이 오목하게 턴 되고, 이후, 망막 상의 초점 포인트로 내려감), 눈의 광학 시스템은 광의 인입 광선들을 굽히기에 충분한 광학적 파워를 가질 필요가 있다. 이들은 눈의 기본 기능들이다.[00360]
As discussed above, an object in optical infinity produces a substantially planar wavefront; For example, a
[00361] 위에서 설명된 실시예들 중 많은 실시예들에서, 눈으로 지향되는 광이 하나의 연속적인 파면의 일부인 것으로서 처리되었고, 이들의 어떤 서브세트가 특정한 눈의 동공을 가격할 것이다. 다른 접근법에서, 눈으로 지향되는 광이 효과적으로 이산화되거나 또는 복수의 빔릿들 또는 개별 광선들로 쪼개질 수 있고, 이들 각각은 약 0.5mm 미만의 직경을 갖고, 그리고 빔릿들 또는 광선들의 어그리게이트로 기능적으로 생성될 수 있는 더 큰 어그리게이팅된 파면의 일부로서 고유한 전파 경로를 갖는다. 예컨대, 복수의 이산적인 이웃하는 시준된 빔들을 어그리게이팅함으로써, 곡선형 파면이 근사화될 수 있고, 이 빔들 각각은 원하는 어그리게이트 파면의 곡률의 반경의 중심에 매칭되는 원점을 표현하기 위해 적절한 각도로 눈에 접근하고 있다. [00361] In many of the embodiments of the embodiments described above, the eye-directed light is treated as being part of one continuous wavefront, and any subset of them will price the pupil of a particular eye. In another approach, the optically directed light may be effectively discretized or split into a plurality of beamlets or individual beams, each of which has a diameter of less than about 0.5 mm, And has a unique propagation path as part of the larger articulated wavefront that can be functionally generated. For example, by agitating a plurality of discrete neighboring collimated beams, the curved wavefront can be approximated and each of these beams can be approximated to the center of the radius of curvature of the desired aggregate wavefront Approaching the eye at an angle.
[00362] 빔릿들이 약 0.5mm 또는 그 미만의 직경을 가질 때, 그것은 마치 핀홀 렌즈 구성을 통해 오고 있는 것과 같고, 이는, 눈의 원근조절 상태에 관계 없이, 각각의 개별 빔릿이 항상 망막에 상대 초점로 있음을 의미하지만, 각각의 빔릿의 궤도는 원근조절 상태에 의해 영향을 받을 것이다. 예컨대, 빔릿들이 눈에 평행하게 접근하는 경우(이산화된 시준된 어그리게이트 파면을 표현함), 무한대로 정확하게 원근조절되는 눈은 전부 망막 상의 동일한 공유 스폿에 수렴되도록 빔릿들을 편향시킬 것이며, 그리고 인 초점로 나타날 것이다. 눈이 말하자면 1 m로 원근조절되는 경우, 빔들은 망막 앞의 스폿으로 수렴될 것이고, 경로들을 건널 것이며, 그리고 망막 상에 다수의 이웃하는 또는 부분적으로 겹치는 스폿들(블러링된 것으로 나타남)에 떨어질 것이다. [00362] When the beamlets have a diameter of about 0.5 mm or less, it is as if they are coming through a pinhole lens configuration, which means that each individual beamlet is always relative to the retina, regardless of the eye's perspective control Meaning, however, the trajectory of each beamlet will be affected by the state of perspective control. For example, if the beamlets approach the eye in parallel (representing a discretized collimated aggre- gation wavefront), the infinitely precisely-perceived eye will deflect the beamlets so that they are all converging to the same shared spot on the retina, . If the eye is perspective-controlled to say 1 m, the beams will converge to a spot in front of the retina, will cross paths, and fall on a number of neighboring or partially overlapping spots (shown as blurred) on the retina will be.
[00363] 뷰어로부터 1 미터의 공유 원점으로, 빔릿들이 발산 구성에서 눈에 접근하는 경우, 1 m의 원근조절은 빔들을 망막 상의 단일 스폿으로 스티어링할 것이고, 그리고 인 초점로 나타날 것이며; 뷰어가 무한대로 원근조절되는 경우, 빔릿들은 망막을 지나서 있는 스폿으로 발산할 것이고, 그리고 다수의 이웃하는 또는 부분적으로 겹치는 스폿들을 망막 상에 생성하며, 이는 블러링된 이미지를 생성한다. 더욱 일반적으로 진술하면, 눈의 원근조절은 망막 상에 스폿들의 겹침 정도를 결정하고, 그리고 제공되는 픽셀은, 스폿들 전부가 망막 상의 동일한 스폿으로 지향될 때 "인 초점"이고 그리고 스폿들이 서로 오프셋될 때 "디포커싱"된다. 0.5mm 직경 또는 그 미만의 빔릿들 전부가 항상 인 초점이고, 그리고 마치 이들이 코히런트 파면들과 실질적으로 동일한 것처럼 눈들/뇌에 의해 인지되도록 이들이 어그리게이팅될 수 있는 이 관념은, 편안한 3-차원 가상 또는 증강 현실 인지를 위한 구성들을 생성할 때 활용될 수 있다. [00363] With a 1 meter shared origin from the viewer, when the beamlets approach the eye in the diverging configuration, a 1 m perspective adjustment will steer the beams to a single spot on the retina and will appear as in-focus; When the viewer is pointed at infinity, the beamlets will diverge to a spot beyond the retina and create a number of neighboring or partially overlapping spots on the retina, which produces a blurred image. More generally stated, perspective control of the eye determines the degree of overlap of the spots on the retina, and the provided pixels are "in focus" when all of the spots are directed to the same spot on the retina, It becomes "defocusing" This idea that all beamlets of 0.5 mm diameter or less are always in focus and that they can be agitated so that they are perceived by the eyes / brain as if they are substantially the same as coherent wavefronts, It can be used when creating configurations for whether a virtual or augmented reality.
[00364] 다시 말해, 더 큰 직경의 가변 초점 빔에 어떤 일이 일어나고 있는지를 에뮬레이팅하기 위해 다수의 좁은 빔들의 세트가 사용될 수 있고, 그리고 빔릿 직경들이 최대 약 0.5mm로 유지되는 경우, 이들은 비교적 정적인 초점 레벨을 유지하고, 그리고 원해질 때 아웃-초점의 인지를 생성하기 위해, 빔릿 각도 궤도들은, 더 큰 아웃-초점 빔과 거의 같은 효과를 생성하기 위해 선택될 수 있다(이러한 디포커싱 처리는 더 큰 빔에 대한 가우시안 블러 처리와 동일하지 않을 수 있지만, 가우시안 블러과 유사한 방식으로 해석될 수 있는 다중모달 포인트 확산 함수를 생성할 것이다).[00364] In other words, a set of multiple narrow beams may be used to emulate what is happening with the variable diameter focus beam of larger diameter, and if the beamlet diameters are maintained at a maximum of about 0.5 mm, To maintain the level and produce the perception of out-focus when desired, beamlet angular orbits can be selected to produce an effect that is approximately the same as a larger out-focus beam (such defocusing processing is larger Which may not be the same as the Gaussian blur processing for the beam, but will generate a multiple modal point spread function that can be interpreted in a manner similar to Gaussian blur).
[00365] 바람직한 실시예에서, 이 어그리게이트 초점 효과를 형성하기 위해 빔릿들이 기계적으로 편향되는 것이 아니라, 눈은, 다수의 입사 각도들 및 빔릿들이 동공과 교차하는 다수의 위치들 둘 다를 포함하는 많은 빔릿들의 슈퍼세트를 수신하고; 특정한 뷰잉 거리로부터 제공되는 픽셀을 표현하기 위해, 적절한 입사 각도들과 동공과의 교차점들을 포함하는 슈퍼세트로부터의 빔릿들의 서브세트는 (마치 이들이 공간에서 동일한 공유 원점으로부터 방출되고 있었던 것처럼) 그 어그리게이트 파면을 표현하기 위해 매칭하는 색 및 세기로 턴 온 되는 반면에, 공유 원점과 일치하지 않는 슈퍼세트 내의 빔릿들은 그 색 및 세기로 턴 온 되지 않는다(그러나, 예컨대, 상이한 픽셀을 표현하기 위해, 이들 중 일부는 어떤 다른 색 및 세기로 턴 온 될 수 있음). [00365] In a preferred embodiment, the beamlets are not mechanically deflected to form the aggregate focus effect, but rather the eye is made up of a number of incidence angles and many beamlets, including both multiple positions at which the beamlets intersect the pupil Receiving a super set; To represent the pixels provided from a particular viewing distance, a subset of the beamlets from the superset containing the intersections of the pupils with the proper incidence angles (as if they were being emitted from the same shared origin in space) The beamlets in the superset that do not coincide with the shared origin are not turned on with that color and intensity, while, on the other hand, they are turned on to match the color and intensity to represent the gate wavefront (however, Some of which may turn on to some other color and intensity).
[00366]
도 11a를 참조하면, 다수의 인입 빔릿들(332) 각각은 이산화된 파면 디스플레이 구성으로 눈(58)에 대해 작은 사출 동공(330)을 통과하고 있다. 도 11b를 참조하면, 빔릿들(332)의 그룹의 서브세트(334)는, 마치 이들이 동일한 더 큰 크기의 광선의 일부인 것처럼 인지되도록 매칭하는 색 및 세기 레벨들로 드라이빙될 수 있다(볼드체의 서브그룹(334)이 "어그리게이팅된 빔"으로 여겨질 수 있음). 이 경우, 빔릿들의 서브세트는 서로 평행하고, 이는 광학 무한성으로부터의 시준된 어그리게이트 빔(예컨대, 먼 산으로부터 오는 광)을 표현한다. 눈이 무한대로 원근조절되어, 빔릿들의 서브세트는 눈의 각막 및 렌즈에 의해 편향되어, 전부가 망막의 동일한 위치에 실질적으로 떨어지고 그리고 초점 픽셀에서 단일을 포함하는 것으로 인지된다. [00366]
Referring to FIG. 11A, each of the plurality of
[00367]
도 11c는 눈(58)이 위의 내용으로부터의 코로나-스타일(coronal-style) 평판 뷰에서 보여지는 경우 사용자 눈(58)의 시야의 우측 사이드로부터 오는 어그리게이팅된 시준 빔(336)을 표현하는 빔릿들의 또 다른 서브세트를 도시한다. 다시, 눈은 무한히 조절되도록 도시되어서, 빔릿들은 망막의 동일한 스폿 상에 떨어지고, 픽셀은 초점이 맞는 것으로 인지된다. 이에 반해, 발산하는 광선들의 팬(diverging fan of rays)으로서 눈에 도달되었던 빔릿들의 상이한 서브세트가 선택되었으면, 그 빔릿들은 눈이 그 광선들의 팬의 기하학적 원점과 매칭하는 근점으로의 원근조절을 시프트하였을 것일 때까지 망막의 동일한 위치 상에 떨어(및 초점이 맞는 것으로 인지)지지 않았을 것이다.[00367]
FIG. 11C illustrates an angled collimated beam 336 from the right side of the visual field of the user's
[00368] 눈의 해부학적 동공(즉, 사출 동공들의 패턴)을 통한 빔릿들의 교차점들의 패턴들과 관련하여, 이들은 단면적으로 효율적인 육방형-격자(예컨대, 도 12a에 도시됨) 또는 정방형 격자 또는 다른 2-차원 어레이와 같은 구성들에서 조직화될 수 있다. 추가로, 사출 동공들의 3-차원 어레이뿐만 아니라 사출 동공들의 시간-가변적 어레이들이 생성될 수 있다.[00368] With respect to the patterns of the intersections of the beamlets through the anatomical pupil of the eye (i. E., The pattern of exit pupils), they may have an effective hexagonal-grating (e.g., shown in FIG. 12A) or a square grating or other two- Array < / RTI > In addition, time-varying arrays of exit pupils as well as a three-dimensional array of exit pupils can be generated.
[00369] 이산적인 어그리게이트 파면들은 다이렉트 시야 기판(direct field of view substrate)(예컨대, 안경 렌즈들)에 결합된 뷰잉 광학(viewing optics), 마이크로디스플레이 또는 마이크로프로젝터 어레이들의 사출 동공과 광학적으로 켤레되어 배치되는 마이크로디스플레이들 또는 마이크로프로젝터들 또는 마이크로프로젝터들의 어레이와 같은 몇몇 구성들을 사용하여 생성될 수 있고, 그로 인해서 이들은 추가적인 개재 뷰잉 광학, 연속 공간 광 변조 어레이 기법들 또는 도 8k와 관련하여 설명되는 것들과 같은 도파관 기법들 없이 눈에 직접적으로 광을 프로젝팅한다.[00369] The discrete aggregate wavefronts may be optically conjugated to the exit pupils of microdisplay arrays or microdisplay arrays, such as viewing optics coupled to a direct field of view substrate (e.g., spectacle lenses) Microdisplays or microprojectors or an array of microprojectors so that they can be used in conjunction with additional interlaced viewing optics, continuous spatial light modulating array techniques, or as described in connection with FIG. 8k Projects light directly into the eye without waveguide techniques.
[00370]
도 12a를 참조하면, 일 실시예에서, 명시야는 소형 프로젝터들 또는 디스플레이 유닛들(예컨대, 스캐닝되는 섬유 디스플레이들)의 그룹을 번들링함으로써 생성될 수 있다. 도 12a는 예컨대, 서브-이미지(340)를 출력하는 각각의 섬유 디스플레이를 갖는 7mm-직경 육각형 어레이를 생성할 수 있는 육각형 격자 프로젝션 번들(338)을 도시한다. 이러한 어레이가 그 어레이가 눈의 입사 동공과 광학적으로 켤레되어 배치되도록 그것의 전방에 배치되는 렌즈들과 같은 광학 시스템을 가지면, 이것은 도 12b에 도시되는 눈의 동공에서의 어레이의 이미지를 생성할 것이고, 이는 본질적으로 도 11a의 실시예와 동일한 광학 배열을 제공한다.[00370]
Referring to FIG. 12A, in one embodiment, a bright field can be created by bundling a group of small projectors or display units (e.g., scanned fiber displays). 12A shows a hexagonal
[00371]
그 구성의 작은 사출 동공들 각각은 그 번들(338) 내의 전용 소형 디스플레이, 예컨대, 스캐닝 섬유 디스플레이에 의해 생성된다. 광학적으로, 그것은 마치 전체 육각형 어레이(338)가 해부학적 동공(45)에 바로 포지셔닝되는 것과 같다. 이러한 실시예들은 눈의 동공과의 다양한 교차점들 및 입사 각도들을 갖는 빔릿들의 슈퍼세트를 포함하는, 눈의 더 큰 해부학적 입사 동공(45) 내의 상이한 작은 사출 동공들로 상이한 서브이미지들을 드라이빙하기 위한 수단이다. 별개의 프로젝터들 또는 디스플레이들 각각은 약간 상이한 이미지를 통해 드라이빙될 수 있고, 그로 인해서 상이한 광 세기들 및 컬러들에서 드라이빙되도록 상이한 세트들의 광선들을 빼내는 서브 이미지들이 생성될 수 있다. [00371]
Each of the small exit pupils of the configuration is created by a dedicated small display, e.g., a scanning fiber display, in its
[00372]
일 변형예에서, 도 12b의 실시예에서와 같이 엄격한 이미지 켤레가 생성될 수 있으며, 여기서, 동공(45)과의 어레이(338)의 다이렉트 1-대-1 맵핑이 존재한다. 또 다른 변형예에서, 어레이에서의 디스플레이들과 광학 시스템(도 12b에서의 렌즈(342)) 사이의 간격이 변화할 수 있어서, 눈의 동공으로의 어레이의 켤레 맵핑을 얻는 대신에, 눈의 동공은 일부 다른 거리에 있는 어레이로부터의 광선들을 캐치할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 이산적인 어그리게이트 파면 표현이 생성될 수 있게 하는 빔들의 각도 다이버시티가 여전히 획득될 것이지만, 어떤 광선을 그리고 어떤 파워 및 세기로 어떻게 드라이브할 것인지에 관한 수학적 처리가 더 복잡해질 것이다(그러나, 한편, 이러한 구성은 뷰잉 광학 관점에서는 더 단순하게 고려될 수 있음). 명시야 이미지 캡쳐에 의해 수반되는 수학적 처리는 이러한 계산들에 대해 영향을 미칠 수 있다.[00372]
In one variation, a rigid image conjugate may be generated as in the embodiment of Figure 12B, where there is a direct 1-to-1 mapping of the
[00373]
도 13a를 참조하면, 또 다른 명시야 생성 실시예가 도시되고, 여기서, 마이크로디스플레이들 또는 마이크로프로젝터들의 어레이(346)가 눈(58)의 전방에 포지셔닝되도록 프레임(344; 예컨대, 안경 프레임)에 결합될 수 있다. 도시되는 구성은 켤레되지 않은 배열이고, 여기서, 그 어레이(346)의 디스플레이들(예컨대, 스캐닝 섬유 디스플레이들)과 눈(58) 사이에 어떠한 큰-스케일 광학 엘리먼트들도 삽입되지 않는다. 한 쌍의 안경이 생각되어질 수 있고, 안경 표면에 직교하도록 포지셔닝되는 복수의 디스플레이들, 예컨대, 스캐닝 섬유 엔진들이 그 안경에 결합되며, 그들이 사용자의 동공을 포인팅하도록 모두 내부 쪽으로 각도를 이룬다. 각각의 디스플레이는 빔릿 슈퍼세트의 상이한 엘리먼트들을 표현하는 광선들의 세트를 생성하도록 구성될 수 있다.[00373]
13A, another bright field generation embodiment is shown wherein an
[00374]
이러한 구성에 있어서, 해부학상 동공(45)에서, 사용자는 도 11a를 참조하여 논의되는 실시예들에서 받는 바와 유사한 결과를 받을 것이고, 여기서, 사용자의 동공에서의 모든 포인트는 상이한 디스플레이들로부터 기여되고 있는 다양한 교차점들 및 입사 각도들을 갖는 광선들을 받고 있다. 도 13b는, 도 13b의 실시예가 눈(58)의 시야로부터 멀어지도록 디스플레이 어레이(346)를 이동시키는 것을 가능하게 하기 위한 반사 표면(348)을 특징으로 하는 한편, 또한 반사 표면(348)을 통해 실세계(144)의 뷰들을 허용하는 것을 제외하고, 도 13a의 것과 유사한 켤레되지 않은 구성을 예시한다.[00374]
In such an arrangement, at the
[00375]
따라서, 이산적인 어그리게이트 파면 디스플레이에 필요한 각도 다이버시티를 생성하기 위한 또 다른 구성이 제시된다. 이러한 구성을 최적화하기 위해, 디스플레이들의 크기는 최대한으로 감소될 수 있다. 디스플레이들로서 활용될 수 있는 스캐닝 섬유 디스플레이들은 1mm의 범위 내의 베이스라인 직경들을 가질 수 있지만, 인클로저 및 프로젝션 렌즈 하드웨어의 감소는 이러한 디스플레이들의 직경들을 약 0.5mm 또는 그 미만으로 감소시킬 수 있으며, 이는 사용자에게 덜 성가시게 한다. 또 다른 다운사이징(downsizing) 기하학적 개선이 섬유 스캐닝 디스플레이 어레이의 경우 스캐닝 섬유 자신의 팁에 시준 렌즈(이는, 예컨대, 기울기 굴절률 또는 "GRIN" 렌즈, 종래의 곡선형 렌즈 또는 회절 렌즈를 포함할 수 있음)를 직접적으로 결합시킴으로써 달성될 수 있다. 예컨대, 도 13d를 참조하면, GRIN 렌즈(354)는 단일 모드 광학 섬유의 단부에 융합되는 것으로 도시된다. 액츄에이터(350; 예컨대, 압전 액츄에이터)는 섬유(352)에 결합되며, 섬유 팁을 스캐닝하는데 사용될 수 있다.[00375]
Thus, another configuration for generating the angular diversity required for the discrete aggal wavefront display is presented. To optimize this configuration, the size of the displays can be reduced to the maximum. Scanning fiber displays that may be utilized as displays may have baseline diameters in the range of 1 mm, but a reduction in enclosure and projection lens hardware can reduce the diameters of these displays to about 0.5 mm or less, Less annoying. Another downsizing geometric enhancement may be applied to the tip of the scanning fiber itself in the case of a fiber scanning display array, which may include a collimating lens (which may include, for example, a tilted index or "GRIN" lens, a conventional curved lens or a diffractive lens Quot;). ≪ / RTI > For example, referring to FIG. 13D, a
[00376] 또 다른 실시예에서, 섬유의 단부는 렌즈 효과를 생성하기 위해 광학 섬유의 곡선형 폴리싱 처리를 사용하여 반구 형상으로 형상화될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 표준 굴절 렌즈는 접착제를 사용하여 각각의 광학 섬유의 단부에 결합될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 렌즈는 소량의 투과성 폴리머 물질 또는 유리, 예컨대, 에폭시로 만들어질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 광학 섬유의 단부는 렌즈 효과에 대한 곡선형 표면을 생성하도록 용해될 수 있다.[00376] In yet another embodiment, the ends of the fibers may be hemispherical shaped using a curved polishing process of optical fibers to create a lens effect. In another embodiment, a standard refractive lens can be bonded to the end of each optical fiber using an adhesive. In another embodiment, the lens can be made of a small amount of transparent polymeric material or glass, e.g., epoxy. In another embodiment, the ends of the optical fibers may be fused to produce a curved surface for lens effect.
[00377]
도 13c-1 도 13d에 도시되는 것과 같은 디스플레이 구성들 (즉, 도 13c-1의 클로즈-업 뷰에 도시되는 GRIN 렌즈를 갖는 스캐닝 섬유 디스플레이들)이 섬유들 그 자체가 도시되는 어셈블리에 걸쳐 외부 세계를 보기 위해 매우 가시적이지 않도록(클래딩의 굴절률 매칭이 정확하게 수행되면, 더 큰 클래딩/하우징은 투명해지고, 바람직하게 직경이 약 3미크론인 단지 아주 작은 코어들은 뷰를 방해할 것임) 광학 섬유들(352)의 클래딩과 밀접하게 매칭하는 굴절률을 바람직하게 갖는 단일 투명 기판(356)을 통해 함께 결합될 수 있는 실시예를 도시한다. 일 실시예에서, 디스플레이들의 행렬(358)은 모두 내부 쪽으로 각도를 이룰 수 있어서 이들은 사용자의 해부학적 동공을 향해 지향된다(또 다른 실시예에서, 이들은 서로에 대해 평행하게 유지될 수 있지만, 이러한 구성은 덜 효율적임).[00377]
(I.e., scanning fiber displays having a GRIN lens shown in the close-up view of Fig. 13c-1) can be fabricated on the outside of the assemblies, (If the refractive index matching of the cladding is performed correctly, the larger cladding / housing becomes transparent, and only very small cores, preferably about 3 microns in diameter, will interfere with the view.) Optical fibers Through a single
[00378]
도 13e를 참조하면, 또 다른 실시예가 도시되고, 여기서, 순환적으로 이동하기 위한 원형 섬유(circular fiber)들을 사용하는 것보다는, 얇은 일련의 평판 도파관들(358)은 더 큰 기판 구조(356)와 관련하여 캔틸레버되도록 구성된다. 일 변형예에서, 기판(356)은 기판 구조에 관련하여 평판 도파관들의 (즉, 캔틸레버식 부재들(358)의 공진 주파수에서의) 사이클릭 운동을 생성하도록 이동될 수 있다. 또 다른 변형예에서, 캔틸레버식 도파관 부분들(358)은 기판에 관련하여 압전 또는 다른 액츄에이터들을 통해 액츄에이팅될 수 있다. 이미지 조명 정보는, 예컨대, 캔틸레버식 도파관 부분들(358)에 결합될 기판 구조의 우측 사이드(360)로부터 주입될 수 있다. 일 실시예에서, 기판(356)은 그것의 길이를 따라 유입 광(360)을 내부 전반사시키고 그 다음, 그것을 캔틸레버식 도파관 부분들(358)로 재지향하도록(예컨대, 위에서 설명된 바와 같은 통합된 DOE 구성으로) 구성되는 도파관을 포함할 수 있다. 사람이 캔틸레버식 도파관 부분들(358)을 향해 그리고 실세계(144)를 통해 응시하는 것처럼, 평판 도파관들은 그들의 평판 형상 팩터들에 의한 임의의 분산 및/또는 초점 변화들을 최소화하도록 구성된다.[00378]
13E, another embodiment is shown, wherein a thin series of
[00379]
논의하는 이산적인 어그리게이트 파면 디스플레이들의 맥락에서, 눈의 사출 동공에서의 모든 포인트에 대해 일부 각도 다이버시티가 생성되게 배치되는 값이 존재한다. 다시 말해서, 디스플레이되는 이미지에서 각각의 픽셀을 표현하기 위한 다수의 입사 빔들을 갖는 것이 바람직하다. 도 13F-1 및 도 13F-2를 참조하면, 추가 각도 및 공간 다이버시티를 얻기 위한 하나의 방식은, 다중코어 섬유를 사용하고, 사출 빔들이 단일 노달 포인트(366)를 통해 굴절되도록 GRIN 렌즈와 같은 렌즈를 사출 포인트에 배치하는 것이고; 그 노달 포인트는 그 다음, (예컨대, 압전 액츄에이터(368)에 의해) 배열의 스캐닝되는 섬유 타입에서 앞뒤로 스캐닝될 수 있다. 망막 켤레가 GRIN 렌즈의 단부에 정의되는 평면에 배치되면, 위에서 설명된 일반적 경우의 이산적인 어그리게이트 파면 구성과 기능적으로 동등한 디스플레이가 생성될 수 있다.[00379]
In the context of the discrete aggregate wavefront displays discussed, there are values in which some angular diversity is generated for all points in the exit pupil of the eye. In other words, it is desirable to have a plurality of incident beams for representing each pixel in the displayed image. Referring to Figures 13F-1 and 13F-2, one approach to obtaining additional angular and spatial diversity is to use multi-core fibers and use a GRIN lens such that the exit beams are deflected through a single
[00380]
도 13g를 참조하면, 렌즈를 사용하는 것이 아니라 광학 시스템(372)의 정확한 켤레에서 다중코어 시스템의 면을 스캐닝함으로써 유사한 효과가 달성될 수 있으며, 목표는 빔들의 더 높은 각도 및 공간 다이버시티를 생성하는 것이다. 다시 말해서, 위에서 설명된 도 12a의 번들링된 예에서와 같이 다수의 개별적으로 스캐닝되는 섬유 디스플레이들을 갖는 것보다는, 이 필요한 각도 및 공간 다이버시티 중 일부는 도파관에 의해 중계될 수 있는 평면을 생성하기 위해 다수의 코어들의 사용을 통해 생성될 수 있다. 도 13h를 참조하면, 다중코어 섬유(362)는 도파관(370)에 의해 눈(58)으로 중계될 수 있는 다양한 교차점들 및 입사 각도들을 갖는 빔릿들의 세트를 생성하기 위해 (예컨대, 압전 액츄에이터(368)에 의해) 스캐닝될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 시준된 명시야 이미지는 도파관으로 주입될 수 있고, 임의의 추가 리포커싱 엘리먼트들 없이, 그 명시야 디스플레이는 사람의 눈으로 직접적으로 변환될 수 있다. [00380]
Referring to FIG. 13G, similar effects can be achieved by scanning the face of the multi-core system at the correct conjugate of the
[00381]
도 13i-13l은 직사각형 단면을 갖는 일 변형예(363)뿐만 아니라 평탄한 사출 면들(372) 및 각도를 이루는 사출 면들(374)을 갖는 변형들을 포함하는 (일본의 Mitsubishi Cable Industries, Ltd.와 같은 판매회사로부터의) 특정 상업적으로 이용가능한 다중코어 섬유(362) 구성들을 도시한다. [00381]
Figures 13i-13l illustrate one
[00382]
도 13m을 참조하면, 일부 추가 각도 다이버시티는 스캐닝 섬유 디스플레이들과 같은 디스플레이들의 선형 어레이(378)를 통해 공급되는 도파관(376)을 가짐으로써 생성될 수 있다.[00382]
Referring to FIG. 13M, some additional angular diversity may be generated by having a
[00383] 도 14a-14f를 참조하면, 고정 뷰포인트 명시야 디스플레이를 생성하기 위한 구성들의 또 다른 그룹이 설명된다. 도 11a를 다시 참조하면, 좌측으로부터 오는 아주 작은 빔들 모두를 교차시켰던 ― 각각의 빔릿은 그 평면과의 특정 교차점을 가질 것임 ― 2-차원 평면이 생성되었다. 또 다른 평면이 좌측으로 상이한 거리에서 생성되었으면, 모든 빔릿들은 상이한 위치에서 그 평면을 교차시킬 수 있다. 그 다음, 도 14a로 돌아가서, 2개 또는 그 초과의 평면들 각각 상의 다양한 포지션들이 그것을 통해 지향되는 광 라디에이션을 선택적으로 송신 또는 차단하도록 허용될 수 있다면, 이러한 다중-평판 구성은 개별 빔릿들을 독립적으로 변조함으로써 명시야를 선택적으로 생성하는데 활용될 수 있다.[00383] 14A-14F, another group of configurations for generating a fixed view bright field display is described. Referring again to FIG. 11A, a two-dimensional plane was created, which intersected all of the very small beams from the left - each beamlet would have a specific intersection with the plane. If another plane was created at a different distance to the left, all beamlets could intersect that plane at different locations. 14A, if the multiple positions on the two or more planes can be allowed to selectively transmit or block the opticalradiation through which the various positions are directed, then this multi-plate configuration can be used to separate the individual beamlets independently To generate a bright field selectively.
[00384]
도 14a의 기본 실시예는 높은 해상도를 기반으로 상이한 광선들을 차단 또는 송신하도록 독립적으로 제어될 수 있는 액정 디스플레이 패널들(380, 382; 다른 실시예들에서, 이들은 MEMS 셔터 디스플레이들 또는 DLP DMD 어레이들일 수 있음)과 같은 2개의 공간 광 변조기들을 도시한다. 예컨대, 도 14a를 참조하면, 제 2 패널(382)이 포인트 "a"(384)에서 광선들의 송신을 차단 또는 감쇠시키면, 모든 도시되는 광선들은 차단될 것이지만, 단지 제 1 패널(380)이 포인트 "b"(386)에서 광선들의 송신을 차단 또는 감쇠시키면, 단지 더 낮은 유입 광선(388)만이 차단/감쇠될 것인 반면, 나머지는 동공(45)을 향해 송신될 것이다. 제어가능한 패널들 또는 평면들 각각은 "공간 광 변조기" 또는 "패트(fatte)"로 간주될 수 있다. 일련의 SLM들을 통과되는 각각의 송신되는 빔의 세기는 다양한 SLM 어레이들에서의 다양한 픽셀들의 투명도의 결합의 함수일 것이다. 따라서, 임의의 종류의 렌즈 엘리먼트들 없이도, 다양한 각도들 및 교차점들(또는 "명시야")을 갖는 빔릿들의 세트가 복수의 스택된 SLM들을 사용하여 생성될 수 있다. 2를 초과하는 SLM들의 추가 수들은 어떤 빔들이 선택적으로 감쇠되는지를 제어하기 위해 더 많은 기회들을 제공한다.[00384]
The basic embodiment of Figure 14A includes liquid
[00385]
위에서 간단하게 기술된 바와 같이, SLM들과 같은 스택된 액정 디스플레이들을 사용하는 것과 더불어, DLP 시스템들로부터의 DMD 디바이스들의 평면들은 SLM들과 같은 함수에 스택될 수 있으며, 더 효율적으로 광을 전달하기 위한 그들의 능력에 기인하여 SLM들과 같은 액정 시스템들 상에서 선호될 수 있다(제 1 상태에서의 거울 엘리먼트에 있어서, 눈으로 가는 도중에 다음 엘리먼트에 대한 반사율은 꽤 효율적일 수 있고; 제 2 상태에서의 거울 엘리먼트에 있어서, 눈으로의 경로로부터 멀어지게 광을 지향하도록 12도와 같은 각도만큼 거울 각도가 이동될 수 있음). 도 14b를 참조하면, 일 DMD 실시예에서, 2개의 DMD들(390, 390)은 실세계(144)로부터 사용자 눈(58)으로의 많은 양의 광 송신을 유지하기 위해 잠망경 타입의 구성에서 한 쌍의 렌즈들(394, 396)과 함께 연속으로 활용될 수 있다. 도 14c의 실시예는 빔 제어를 위해 2개의 렌즈들(398, 400)과 함께, 빔들이 눈(58)으로 라우팅될 때 SLM 기능으로부터 중재할 6개의 상이한 DMD(402, 404, 406, 408, 410, 412) 평면 기회들을 제공한다.[00385]
As described briefly above, in addition to using stacked liquid crystal displays such as SLMs, the planes of DMD devices from DLP systems can be stacked into functions such as SLMs, (For the mirror element in the first state, the reflectivity for the next element on the way to the eye can be quite efficient, and the mirror in the second state Element, the mirror angle can be shifted by an angle equal to twelve degrees so as to direct light away from the path to the eye). 14B, in one DMD embodiment, two
[00386]
도 14d는 SLM 기능에 대한 최대 4개의 DMD들(422, 424, 426, 428) 및 4개의 렌즈들(414, 420, 416, 418)을 갖는 더 복잡한 잠망경 타입 배열을 예시하고; 이 구성은 이미지가 그것이 통과되어 눈(58)으로 이동하는 것처럼 거꾸로 플립되게 하지 않음을 보장하도록 설계된다. 도 14e는, 디스플레이가 "거울들의 홀(hall of mirrors)"을 통해 보여질 수 있으며 도 14a에 예시되는 것과 실질적으로 유사한 모드에서 동작하는 거울들의 홀 타입의 배열에서, 광이 임의의 개재 렌즈들(위의 설계들에서의 렌즈들은 실세계로부터의 이미지 정보를 통합하기 위한 이러한 구성들에서 유용함) 없이 2개의 상이한 DMD 디바이스들(430, 432) 사이에서 반사될 수 있는 실시예를 예시한다. 도 14f는, 2개의 면하는 DMD 칩들(434, 436)의 넌-디스플레이 부분들이 DMD 칩들의 활성 디스플레이 영역들(438, 440)로 그리고 그로부터 광을 전파시키기 위해 반사층으로 커버될 수 있는 실시예를 도시한다. 다른 실시예들에서, SLM 기능에 대한 DMD들 대신에, 슬라이딩 MEMS 셔터들의 어레이들(예컨대, Qualcomm, Inc.의 자회사 Pixtronics와 같은 판매회사로부터 입수가능한 것들)은 광을 전달 또는 차단하기 위해 활용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 광-송신 애퍼처들을 제시하기 위해 장소 밖으로 이동하는 소형 루버들의 어레이들은 SLM 기능에 대해 유사하게 어그리게이팅될 수 있다.[00386]
Figure 14d illustrates a more complex periscope type arrangement with up to four
[00387]
많은 작은 빔릿들(직경이 약 0.5mm 미만인 것으로 나타냄)의 명시야는 도파관 또는 다른 광학 시스템으로 주입되고 그리고 그를 통해 전파될 수 있다. 예컨대, 종래의 "버드바스(birdbath)" 타입의 광학 시스템은 명시야 입력의 광을 전달하는 것, 아래에서 설명되는 바와 같은 자유형 광학 설계, 또는 많은 도파관 구성들에 대해 적합할 수 있다. 도 15a-15c는, 명시야를 생성하는데 유용한 또 다른 구성과 같이, 복수의 광 소스들과 함께 웨지 타입 도파관(442)의 사용을 예시한다. 도 15a를 참조하면, 광은 2개의 상이한 위치들/디스플레이들(444, 446)로부터의 웨지 형상 도파관(442)으로 주입될 수 있고, 도파관으로의 주입점들에 기초하여 상이한 각도들(448)로 웨지 형상 도파관의 내부 전반사 특성들에 따라 나타날 것이다.[00387]
The bright field of many small beamlets (indicated by diameters less than about 0.5 mm) can be injected into and propagated through a waveguide or other optical system. For example, a conventional "birdbath" type optical system may be suitable for delivering light of a bright field input, a free-form optical design as described below, or for many waveguide configurations. 15A-15C illustrate the use of a wedge-
[00388]
도 15b를 참조하면, 도시되는 도파관의 단부로 프로젝팅하는 디스플레이들(예컨대, 스캐닝 섬유 디스플레이들)의 선형 어레이(450)가 생성되면, 빔들의 큰 각도 다이버시티(452)는 도 15c에 도시되는 바와 같이, 1차원에서 도파관을 나갈 것이다. 실제로, 약간 상이한 각으로 도파관의 단부로 주입되는 디스플레이들의 또 다른 선형 어레이를 추가하는 것이 고려되면, 직교축에서 도 15c에 도시되는 펼쳐지는 사출 패턴으로 유사하게 나가는 빔들의 각도 다이버시티가 생성될 수 있고; 이와 함께 그들은 도파관의 각각의 위치를 나가는 광선들의 2-차원 팬을 생성하는데 활용될 수 있다. 따라서, 또 다른 구성은 하나 또는 그 초과의 스캐닝 섬유 디스플레이 어레이들을 사용하여(또는 대안적으로, 소형화된 DLP 프로젝션 구성들과 같은 공간 요건들을 충족시킬 것인 다른 디스플레이들을 사용하여) 명시야 디스플레이를 형성하도록 각도 다이버시티를 생성하기 위해 제시된다.[00388]
15B, when a
[00389] 대안적으로, 본원에서 도시되는 웨지 형상 도파관들로의 입력으로서, SLM 디바이스들의 스택이 활용될 수 있고, 이 경우, 위에서 설명된 바와 같은 SLM 출력의 다이렉트 뷰보다는, SLM 구성으로부터 출력되는 명시야는 도 15c에 도시되는 것과 같은 구성으로의 입력으로서 사용될 수 있다. 여기서의 핵심 개념들 중 하나는 종래의 도파관이 시준된 광의 빔들을 성공적으로 중계하는데 최적으로 적합하지만, 작은-직경의 시준된 빔들의 명시야에 있어서, 종래의 도파관 기술은 빔 크기/시준에 기인하여, 웨지 형상 도파관과 같은 도파관의 사이드로 주입되는 것과 같은 이러한 명시야 시스템의 출력을 추가로 조작하는데 활용될 수 있다.[00389] Alternatively, as an input to the wedge-shaped waveguides shown here, a stack of SLM devices may be utilized, in which case the bright field output from the SLM configuration, rather than the direct view of the SLM output as described above, Can be used as an input to a configuration as shown in Fig. 15C. One of the key concepts here is that the conventional waveguide is optimally suited for successfully relaying the beams of collimated light, but in the field of view of small-diameter collimated beams, conventional waveguide technology is based on beam size / collimation To further manipulate the output of such a bright field system, such as being injected into the side of a waveguide, such as a wedge-shaped waveguide.
[00390] 또 다른 관련 실시예에서, 다수의 별개의 디스플레이들에 대해 프로젝팅하는 것보다는, 다중코어 섬유는 명시야를 생성하고 그것을 도파관으로 주입하는데 사용될 수 있다. 추가로, 시간-가변적 명시야는, 명시야 밖으로 나오는 빔릿들의 정적 분포를 생성하는 것보다는, 빔들의 세트의 경로를 방법론적으로 변경하는 일부 동적 엘리먼트들이 있을 수 있도록, 입력으로서 활용될 수 있다. 이들은 (예컨대, 도 8b-8n을 참조하여 위에서 설명되는 것들 또는 도 7b를 참조하여 설명되는 바와 같은 액정 레이어들과 같은) 임베디드 DOE들을 갖는 도파관들과 같은 컴포넌트들을 사용하여 이루어질 수 있으며, 여기서, 2개의 광학 경로들(다른 기판 물질의 도파관 바로 아래로의 내부 전반사를 야기하는 다른 기판 물질과의 굴절률 미스매치를 갖도록 액정 레이어가 제 1 전압 상태에 배치되는 하나의 더 작은 내부 전반사 경로; 액정 부분 및 다른 기판 부분 둘다를 포함하는 합성 도파관을 통해 광이 내부 전반사되도록 다른 기판 물질과 매칭되는 굴절률을 갖도록 액정 레이어가 제 2 전압 상태에 배치되는 하나의 더 큰 내부 전반사 광학 경로)이 생성될 수 있다. 유사하게, 웨지 형상 도파관은 바이-모달 내부 전반사 패러다임을 갖도록 구성될 수 있다(예컨대, 일 변형예에서, 웨지 형상 엘리먼트들은 액정 부분이 활성화되는 경우, 간격뿐만 아니라 빔들이 반사되는 각도가 변경되도록 구성될 수 있음)[00390] In another related embodiment, rather than projecting onto a plurality of discrete displays, the multicore fiber may be used to create a bright field and inject it into the waveguide. In addition, the time-variant bright field can be utilized as an input so that there may be some dynamic elements that methodically change the path of the set of beams, rather than creating a static distribution of beamlets coming out of the bright field. These may be accomplished using components such as waveguides with embedded DOEs (such as those described above with reference to Figures 8b-8n or as described with reference to Figure 7b), where 2 One smaller total internal total path in which the liquid crystal layer is placed in the first voltage state so as to have a refractive index mismatch with other substrate materials that cause total internal reflection of just below the waveguide of the other substrate material; One larger total internal total optical path in which the liquid crystal layer is placed in the second voltage state so as to have a refractive index that matches the other substrate material so that light is totally internally reflected through a synthetic waveguide including both of the other substrate portions. Similarly, the wedge-shaped waveguide may be configured to have a bi-modal internal total internal paradigm (e.g., in one variation, the wedge-shaped elements are configured such that when the liquid crystal portion is activated, Lt; / RTI >
[00391] 스캐닝 광 디스플레이의 일 실시예는 스캐닝되는 섬유의 단부에서 렌즈를 갖는 스캐닝 섬유 디스플레이로서 단순하게 특성화될 수 있다. GRIN 렌즈와 같은 많은 렌즈 변형들이 적합하며, 이는, 스폿 크기와 역으로 상관되는, 애퍼처의 수(또는 "NA") 증가를 생성하고 광학 불변자를 피하는 이점을 제공하는 섬유의 모드 필드 직경보다 더 작은 스폿 아래로 광을 포커싱하거나 또는 광을 시준하는데 사용될 수 있다. 더 작은 스폿 크기는 일반적으로, 디스플레이 관점에서 더 높은 해상도 기회를 가능하게 하며, 이는 일반적으로 선호된다. 일 실시예에서, GRIN 렌즈는 그것이 (즉, 스캐닝되는 섬유 디스플레이를 통한 통상적 원위 섬유 팁 진동보다는) 진동 엘리먼트 ― "스캐닝되는 GRIN 렌즈 디스플레이"로 간주될 수 있는 구성 ― 를 포함할 수 있는 섬유에 비해 충분히 길 수 있다.[00391] One embodiment of a scanning optical display can be simply characterized as a scanning fiber display with a lens at the end of the fiber being scanned. Many lens modifications, such as GRIN lenses, are suitable, which is more than the mode field diameter of the fiber, which produces an increase in the number of apertures (or "NA") increase and is advantageous to avoid optical invariants, It can be used to focus light below a small spot or to collimate light. Smaller spot sizes generally allow a higher resolution opportunity from the display point of view, which is generally preferred. In one embodiment, the GRIN lens is compared to fibers that may include a vibrating element - a configuration that can be considered a "GRIN lens display to be scanned" (i.e., rather than a conventional distal fiber tip vibration through a fiber display to be scanned) It can be long enough.
[00392] 또 다른 실시예에서, 회절 렌즈는 (즉, 섬유 상으로 패터닝되는) 스캐닝 섬유 디스플레이의 사출 단부에서 활용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 곡선형 거울은 반사 구성에서 동작하는 섬유의 단부 상에 포지셔닝될 수 있다. 본질적으로, 빔을 시준 및 포커싱하는 것으로 알려진 구성들 중 임의의 것은 적합한 스캐닝되는 광 디스플레이를 생성하기 위해 스캐닝 섬유의 단부에서 사용될 수 있다.[00392] In another embodiment, the diffractive lens can be utilized at the injection end of the scanning fiber display (i.e., patterned onto the fiber). In yet another embodiment, the curved mirror can be positioned on the end of the fiber operating in a reflective configuration. Essentially any of the configurations known to collimate and focus the beam may be used at the end of the scanning fiber to produce a suitable scanned optical display.
[00393] (즉, 결합되지 않은 렌즈가 광이 섬유를 나간 이후 광을 지향하는데 활용될 수 있는 구성들에 비해) 스캐닝되는 섬유의 단부에 결합되거나 또는 그를 포함하는 렌즈를 갖는 2개의 중요한 유틸리티들은: a) 나가는 광이 다른 외부 광학을 사용하여 그렇게 수행하기 위한 필요성을 배제하기 위해 시준될 수 있다는 것; b) 광이 단일-모드 섬유 코어의 단부에 분사되는 원뿔의 각 또는 NA가 증가될 수 있고, 그에 의해, 섬유에 대한 연관된 스폿 크기를 감소시키고 디스플레이에 대한 이용가능한 해상도를 증가시키는 것이다.[00393] Two important utilities having a lens coupled to or including the end of the fiber being scanned (as opposed to configurations where the unbonded lens can be utilized to direct light after leaving the fiber) are: a) That outgoing light can be collimated to eliminate the need to do so using other external optics; b) the angle or NA of the cone in which light is projected onto the end of the single-mode fiber core can be increased, thereby reducing the associated spot size for the fiber and increasing the available resolution for the display.
[00394] 위에서 설명된 바와 같이, GRIN 렌즈와 같은 렌즈는 광학 섬유의 단부에 융합되거나 아니면 결합되거나, 또는 폴리싱과 같은 기법들을 사용하여 섬유의 단부의 일부분으로부터 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 약 0.13 또는 0.14의 NA를 갖는 전형적 광학 섬유는 약 3미크론의 스폿 크기(NA가 주어지는 광학 섬유에 대해 "모드 필드 직경"으로 또한 알려짐)를 가질 수 있다. 이것은 산업 표준 디스플레이 해상도 패러다임들(예컨대, LCD 또는 유기 발광 다이오드 또는 "OLED"와 같은 전형적 마이크로디스플레이 기술은 약 5미크론의 스폿 크기를 가짐)이 주어지는 비교적 높은 해상도 디스플레이 가능성들을 제공한다. 따라서, 전술된 스캐닝 광 디스플레이는 종래의 디스플레이를 통해 이용가능한 최소 픽셀 피치의 3/5를 가질 수 있고; 추가로, 섬유의 단부에서의 렌즈를 사용하여, 전술된 구성은 1-2 미크론의 범위 내의 스폿 크기를 생성할 수 있다.[00394] As described above, a lens, such as a GRIN lens, may be formed from a portion of the end of the fiber using techniques such as fused or coupled to the end of the optical fiber, or polishing. In one embodiment, a typical optical fiber having an NA of about 0.13 or 0.14 may have a spot size of about 3 microns (also known as "mode field diameter" for optical fibers given NA). This provides relatively high resolution display possibilities given industry standard display resolution paradigms (e.g., a typical microdisplay technique such as an LCD or organic light emitting diode or "OLED " has a spot size of about 5 microns). Thus, the scanning optical display described above can have 3/5 of the minimum pixel pitch available over conventional displays; Additionally, using a lens at the end of the fiber, the configuration described above can produce a spot size in the range of 1-2 microns.
[00395] 또 다른 실시예에서, 스캐닝되는 원통형 섬유를 사용하는 것보다는, 도파관의 캔틸레버식 부분(예컨대, 도시된 마이크로섬유 기법들보다는 마스킹 및 에칭과 같은 마이크로제조 프로세스들을 사용하여 생성되는 도파관)은 스캐닝 진동 운동에 배치될 수 있으며, 사출 단부들에서의 렌징에 맞춰질 수 있다.[00395] In yet another embodiment, a cantilevered portion of the waveguide (e.g., a waveguide created using microfabrication processes such as masking and etching rather than the microfibre techniques shown), rather than using a cylindrical fiber to be scanned, And can be adapted to the lengthening at the injection ends.
[00396] 또 다른 실시예에서, 스캐닝될 섬유에 대한 증가되는 애퍼처의 수는 섬유의 사출 단부를 커버하는 분산기(즉, 광을 분산시키고 더 큰 NA를 생성하도록 구성되는 것)를 사용하여 생성될 수 있다. 일 변형예에서, 분산기는 광을 분산시키는 지형의 작은 비트들을 생성하기 위해 섬유의 단부를 에칭시킴으로써 생성될 수 있고; 또 다른 변형예에서, 비드 및 샌드블래스팅 기법 또는 다이렉트 샌딩/스커핑 기법이 분산 지형을 생성하는데 활용될 수 있다. 또 다른 변형예에서, 회절 엘리먼트와 유사한 엔지니어링된 분산기는 바람직한 NA를 갖는 클린 스폿 크기를 유지하도록 생성될 수 있으며, 이는 위에서 기술된 바와 같은 회절 렌즈를 사용하는 개념으로 묶인다.[00396] In yet another embodiment, the number of increased apertures for the fibers to be scanned can be generated using a disperser (i.e., one that is configured to disperse light and create a larger NA) that covers the exit end of the fiber . In one variant, the disperser can be created by etching the end of the fiber to produce small bits of the terrain in which the light is dispersed; In yet another variation, bead and sandblasting techniques or direct sanding / scuffing techniques can be utilized to create dispersed terrain. In another variation, an engineered diffuser similar to the diffractive element can be created to maintain a clean spot size with the desired NA, which is bound to the concept of using a diffractive lens as described above.
[00397]
도 16a를 참조하면, 광학 섬유들의 어레이(454)는, 각도를 이루는 면들을 나가는 광이 그것이 프리즘을 통과되는 것처럼 나갈 것이며, 폴리싱되는 면들의 표면으로 구부려지고 그에 거의 평행해지게 되도록, 그들의 단부들이 입력 섬유들의 종축들에 대해 임계 각도(458; 예컨대, 대부분 유리에 대해 42도)에서 출력 에지를 갖도록 접지 및 폴리싱될 수 있도록 그들을 함께 평행하게 유지하도록 구성되는 결합기(456)에 결합되는 것으로 도시된다. 그 번들 내의 섬유들(454)을 나가는 빔들은 겹쳐지게 될 것이지만, 상이한 경로 길이들에 기인하여 세로로 이위상될 것이다(도 16b를 참조하면, 예컨대, 상이한 코어들에 대해 각도를 이루는 사출 면으로부터 포커싱 렌즈로의 경로 길이들의 차는 가시적임).[00397]
16A, an array of
[00398] 각도를 이루는 면들로부터 나가기 전에 그 번들 내의 X 축 타입의 분리이었던 것이 Z 축 분리가 될 것이고, 그 사실은 이러한 구성으로부터의 다중초점 광 소스를 생성하는데 도움이 된다. 또 다른 실시예에서, 번들링된/결합된 복수의 단일 모드 섬유들을 사용하는 것보다는, 일본의 Mitsubishi Cable Industries, Ltd.로부터 입수가능한 것들과 같은 다중코어 섬유가 각도 폴리싱될 수 있다(angle polished).[00398] Before leaving the angled faces, what was the separation of the X-axis type in the bundle would be Z-axis separation, which helps to create a multifocal light source from this configuration. In yet another embodiment, multi-core fibers such as those available from Mitsubishi Cable Industries, Ltd. of Japan may be angle polished rather than using bundled / bonded plurality of single mode fibers.
[00399] 일 실시예에서, 45도 각도가 섬유에 폴리싱되고, 그 다음, 거울 코팅과 같은 반사 엘리먼트로 커버되면, 나가는 광은 폴리싱된 표면으로부터 반사될 수 있으며, (일 실시예에서, 평탄-폴리싱된 사출 윈도우가 섬유의 사이드에서 생성된 위치에서) 섬유의 사이드로부터 나타날 수 있고, 그로 인해서 섬유가 보통 X-Y 데카르트 좌표 시스템 축이었을 것에서 스캐닝될 때 그 섬유는 이제 X-Z 스캐닝과 동등하게 기능적으로 수행될 것이고, 거리는 스캐닝의 코스 동안 변경된다. 이러한 구성 역시 디스플레이의 초점을 변경하는데 유익하게 활용될 수 있다.[00399] In one embodiment, if a 45 degree angle is polished to the fiber and then covered with a reflective element, such as a mirror coating, the outgoing light can be reflected off the polished surface and, in one embodiment, the flat- The fiber will now functionally perform as equally as XZ scanning when the fiber can be seen from the side of the fiber, at the location where the window was created at the side of the fiber, so that the fiber would normally be the XY Cartesian coordinate system axis, It is changed during the course of scanning. This configuration can also be beneficially used to change the focus of the display.
[00400]
다중코어 섬유들은 디스플레이 해상도 강화(즉, 더 높은 해상도)에서 역할을 하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 개별적인 픽셀 데이터가 다중코어 섬유에서의 19개의 코어들의 엄격한 번들로 전송되고, 나선의 피치가 다중코어의 직경과 대략 동등한 성긴 나선 패턴으로 그러한 클러스터가 스캐닝되는 경우에, 스위핑은 효과적으로, 단일 코어 섬유가 유사하게 스캐닝되는 것의 해상도의 대략 19배의 디스플레이 해상도를 생성할 것이다. 실제로, 각각 도관(462) 내에 하우징된 3개의 섬유들의 7개의 클러스터들(464; 7개가 예시적인 목적들을 위해 사용되고, 이는, 그것이 효율적인 타일링/헥스 패턴이기 때문이고; 예컨대, 19개의 클러스터와 같이; 다른 패턴들 또는 개수들이 활용될 수 있고; 구성은 스케일링 업 또는 다운 가능하다)을 갖는 도 16c의 구성에서와 같이, 섬유들이 서로에 관하여 더 성기게 포지셔닝되게 하는 것이 더 실용적일 수 있다.[00400]
Multicore fibers can be configured to act in enhanced display resolution (i.e., higher resolution). For example, in one embodiment, in the case where individual pixel data is transmitted in strict bundles of 19 cores in multi-core fibers and such clusters are scanned with sparse helical patterns in which the pitch of the spirals is approximately equal to the diameter of the multiple cores, Will effectively produce a display resolution of about 19 times the resolution of a single core fiber being similarly scanned. In practice, seven
[00401] 도 16c에서 도시된 바와 같은 성긴 구성에 대해, 다중코어의 스캐닝은, 코어들이 모두 함께 엄격하게 패킹되고 스캐닝되는 구성(여기에서, 코어들은 스캐닝과 겹치고; 코어들이 서로 너무 근접한 경우에, 코어의 NA는 충분히 크지 않고, 매우 밀접하게 패킹된 코어들은 어느 정도 함께 흐려지게 되고, 디스플레이를 위한 스폿을 구별가능하게 생성하지 않게 된다)과 대조적으로, 코어들 각각의 고유의 로컬 구역을 통해 코어들 각각을 스캐닝한다. 따라서, 해상도 증가들을 위해, 양자 모두가 유효할 것이지만, 고도의 조밀한 타일링보다 성긴 타일링을 갖는 것이 바람직하다.[00401] For a sparse configuration as shown in FIG. 16 (c), scanning of multiple cores is performed in such a manner that the cores are all rigidly packed and scanned together (where cores overlap with scanning; Are not large enough and very tightly packed cores are blurred to some extent and do not create a spot for display distinctly) Scanning. Thus, for resolution increases, both will be valid, but it is desirable to have coarse tiling rather than high-density tiling.
[00402] 조밀하게 패킹된 스캐닝된 코어들이 디스플레이에서 블러를 생성할 수 있는 개념은, 각각의 트리아드가 적색, 녹색, 및 청색 광을 피처링하는 겹친 스폿들의 트리아드를 형성하도록, 복수의(예컨대, 적색, 녹색, 및 청색 광을 반송하기 위한 코어들 또는 트리아드) 코어들이 의도적으로 조밀하게 함께 패킹될 수 있는 일 실시예에서 이점으로서 활용될 수 있다. 그러한 구성에 대해, 적색, 녹색, 및 청색를 단일-모드 코어로 결합할 필요 없이 RGB 디스플레이를 가질 수 있고, 이는, 광의 복수(예컨대 3개)의 웨이브릿들을 단일 코어로 결합하기 위한 통상적인 메커니즘들이 광학 에너지에서 상당한 손실들을 겪기 때문에, 이점이 된다. 도 16c를 참조하면, 일 실시예에서, 3개의 섬유 코어들의 각각의 엄격한 클러스터는, 적색 광을 중계하는 하나의 코어, 녹색 광을 중계하는 하나의 코어, 및 청색 광을 중계하는 하나의 코어를 포함하고, 3개의 섬유 코어들은, 이들의 포지션 차이들이 후속 중계 옵틱들에 의해 분해가능하지 않을 정도로 충분히 함께 근접하여, 효과적으로 겹친 RGB 픽셀을 형성하고; 따라서, 7개의 클러스터들의 성긴 타일링이 해상도 강화를 생성하는 한편, 글로시 RGB 섬유 결합기들(예컨대, 파장 분할 멀티플렉싱 또는 에바네센트 결합 기법들을 사용하는 것들)을 활용할 필요 없이, 클러스터들 내의 3개의 코어들의 엄격한 패킹은 심리스 컬러 블렌딩을 용이하게 한다.[00402] The concept that densely packed scanned cores can generate blur in a display is that a plurality (e. G., Red, green, and blue) of triads are formed to form a triad of overlapping spots in which each triad features red, green, , And cores or triads for carrying blue light) can be intentionally packed together densely as an advantage in one embodiment. For such a configuration, one can have an RGB display without the need to combine red, green, and blue into a single-mode core, which is a common mechanism for combining multiple (e.g., three) wavelets of light into a single core This is an advantage because it suffers significant losses in optical energy. Referring to Figure 16C, in one embodiment, each string of clusters of three fiber cores comprises a core that relays red light, a core that relays green light, and a core that relays blue light And the three fiber cores are sufficiently close together to ensure that their position differences are not resolvable by subsequent relay optics to form effectively overlapping RGB pixels; Thus, while the coarse tiling of the seven clusters creates resolution enhancement, it is not necessary to utilize the glossy RGB fiber combiners (e.g., those that use wavelength division multiplexing or evanescent combining techniques) Strict packing facilitates seamless color blending.
[00403]
도 16d를 참조하면, 다른 더 간단한 변형에서, 예컨대, 적색/녹색/청색(그리고 다른 실시예에서, 눈 추적과 같은 용도들을 위한 적외선에 대해 다른 코어가 부가될 수 있다)에 대해 도관(468)에 하우징된 하나의 클러스터(464)만을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 증가된 컬러 영역을 위한 다중-프라이머리 디스플레이를 구성하기 위하여, 광의 부가적인 파장들을 반송하기 위해, 부가적인 코어들이 엄격한 클러스터에 배치될 수 있다. 도 16e를 참조하면, 다른 실시예에서, 도관(466) 내의 단일 코어들(470)(적색, 녹색, 및 청색이 이들 각각으로 결합된 하나의 변형)의 성긴 어레이가 활용될 수 있고; 그러한 구성은, 해상도 증가를 위해 다소 덜 효율적이기는 하지만 작동가능하고, 그러나, 적색/녹색/청색 결합에 대해 최적은 아니다.[00403]
16D, in another simpler variant, the
[00404] 다중코어 섬유들은 또한, 명시야 디스플레이들을 생성하기 위해 활용될 수 있다. 실제로, 스캐닝 광 디스플레이를 생성하는 것의 콘텍스트에서 위에서 설명된 바와 같이, 코어들이 디스플레이 패널에서 서로의 로컬 영역 상에서 스캐닝하지 않도록, 코어들을 서로로부터 충분히 분리된 상태로 유지하기 보다는, 명시야 디스플레이를 이용하여, 조밀하게 패킹된 복수의 섬유들을 스캐닝하는 것이 바람직하고, 이는, 생성되는 빔들 각각이 명시야의 특정한 부분을 표현하기 때문이다. 번들링된 섬유 팁들로부터 빠져나가는 광은, 섬유들이 작은 NA를 갖는 경우에, 비교적 좁을 수 있고; 명시야 구성들은 이러한 것의 이점을 취할 수 있고, 해부학적인 동공에서, 어레이로부터 복수의 약간 상이한 빔들이 수용되는 배열을 가질 수 있다. 따라서, 단일 스캐닝 섬유 모듈들의 어레이와 기능적으로 동등한, 다중코어를 스캐닝하는 것에 대한 광학 구성들이 존재하고, 따라서, 단일 모드 섬유들의 그룹을 스캐닝하는 대신에 다중코어를 스캐닝함으로써, 명시야가 생성될 수 있다.[00404] Multicore fibers can also be utilized to generate bright field displays. Indeed, rather than keeping the cores sufficiently separated from each other, as described above in the context of creating a scanning optical display, rather than keeping the cores scanning on each other's local area in the display panel, , It is desirable to scan a plurality of densely packed fibers because each of the resulting beams represents a particular portion of the bright field. The light escaping from the bundled fiber tips may be relatively narrow, if the fibers have a small NA; Bright field configurations can take advantage of this and can have an arrangement in the anatomical cavity in which a plurality of slightly different beams are received from the array. Thus, there are optical configurations for scanning multiple cores, functionally equivalent to an array of single scanning fiber modules, and thus by scanning multiple cores instead of scanning a group of single mode fibers, a bright field can be created have.
[00405] 일 실시예에서, 3-차원 인지를 용이하게 하기 위하여, 큰 사출 동공 가변적 파면 구성을 생성하기 위해, 다중-코어 위상 어레이 접근법이 사용될 수 있다. 위상 변조기들을 갖는 단일 레이저 구성이 위에서 설명된다. 다중코어 실시예에서, 상호 코히런스가 존재하도록, 다중코어 구성의 모든 코어들 내로 단일 레이저의 광이 주입되도록, 다중코어 섬유의 상이한 채널들 내에 위상 지연들이 유발될 수 있다.[00405] In one embodiment, to facilitate three-dimensional perception, a multi-core phased array approach may be used to create a large exit pupil variable wavefront configuration. A single laser configuration with phase modulators is described above. In a multi-core embodiment, phase delays can be induced in different channels of the multi-core fiber such that light of a single laser is injected into all of the cores of the multi-core configuration, such that there is mutual coherence.
[00406]
일 실시예에서, 다중-코어 섬유는 GRIN 렌즈와 같은 렌즈와 결합될 수 있다. 그러한 렌즈는, 예컨대, 굴절 렌즈, 회절 렌즈, 또는 렌즈로서 기능하는 폴리싱된 에지일 수 있다. 렌즈는 단일 광학 표면일 수 있거나, 또는 스택된 다수의 광학 표면들을 포함할 수 있다. 실제로, 다중코어의 직경을 확장하는 단일 렌즈를 갖는 것에 부가하여, 예컨대, 다중코어의 코어들로부터의 광의 출구 포인트에서, 더 작은 렌즈릿 어레이가 바람직할 수 있다. 도 16f는, 다중코어 섬유(470)가 GRIN 렌즈와 같은 렌즈(472) 내로 다수의 빔들을 방출하고 있는 실시예를 도시한다. 렌즈는 렌즈 앞의 공간에서의 초점 포인트(474)로 아래로 빔들을 모은다. 다수의 통상적인 구성들에서, 빔들은, 발산하면서, 다중코어 섬유에서 빠져나갈 것이다. GRIN 또는 다른 렌즈는 이들을 단일 포인트로 아래로 지향시키고, 이들을 시준하도록 기능하도록 구성되고, 그에 따라, 시준된 결과는, 예컨대, 명시야 디스플레이를 위해, 스캐닝될 수 있다.[00406]
In one embodiment, the multi-core fibers may be combined with a lens, such as a GRIN lens. Such a lens can be, for example, a refracted lens, a diffractive lens, or a polished edge that functions as a lens. The lens may be a single optical surface, or it may comprise a plurality of stacked optical surfaces. Indeed, in addition to having a single lens that extends the diameter of multiple cores, for example, at the exit point of light from the cores of multiple cores, a smaller lenslet array may be desirable. 16F shows an embodiment in which the
[00407]
도 16g를 참조하면, 더 작은 렌즈들(478)이 다중코어(476) 구성의 코어들 각각 앞에 배치될 수 있고, 이러한 렌즈들은 시준하기 위해 활용될 수 있고; 그러면, 공유된 렌즈(480)는, 모든 3개의 스폿들에 대해 정렬된 회절 제한된 스폿(482)으로 아래로, 시준된 빔들을 포커싱하도록 구성될 수 있다. 그러한 구성의 최종적인 결과는: 도시된 바와 같이, 좁은 NA에 의한 3개의 시준된 좁은 빔들을 함께 결합함으로써, 예컨대, 사용자로의 광 전달의 체인에서 다음 차례일 수 있는 헤드 마운트 광학 디스플레이 시스템에서의 더 작은 스폿 크기로 해석되는 훨씬 더 큰 방출 각도로, 그 모든 3개를 효과적으로 결합하는 것이다.[00407]
Referring to FIG. 16g,
[00408]
도 16h를 참조하면, 일 실시예는, 별개의 코어들에 의해 생성되는 빔들을 공통 포인트로 편향시키는 작은 프리즘 어레이(484)로 광을 공급하는 렌즈릿(478) 어레이를 갖는 다중코어 섬유(476)를 특징으로 한다. 대안적으로, 광이 단일 포인트로 아래로 편향되고 포커싱되도록 코어들에 관하여 시프트되는 작은 렌즈릿 어레이를 가질 수 있다. 그러한 구성은 애퍼처 수를 증가시키기 위해 활용될 수 있다.[00408]
16H, an embodiment includes a
[00409]
도 16i를 참조하면, 다중코어 섬유(476)로부터 광을 캡쳐하는 작은 렌즈릿(478) 어레이, 순차적으로 이어서, 단일 포인트(488)로 빔들을 포커싱하기 위한 공유된 렌즈(486)를 갖는 2-단계 구성이 도시된다. 그러한 구성은 애퍼처 수를 증가시키기 위해 활용될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 더 큰 NA는 더 작은 픽셀 크기 및 더 높은 가능한 디스플레이 해상도에 대응한다.[00409]
Referring to Figure 16i, there is shown an array of
[00410]
도 16j를 참조하면, 위에서 설명된 것들과 같은, 결합기(456)에 의해 함께 홀딩될 수 있는 베벨링된 섬유 어레이는 반사 디바이스(494; 예컨대, DLP 시스템의 DMD 모듈)로 스캐닝될 수 있다. 다수의 단일 섬유들(454)이 어레이, 또는 대신에 다중코어 내로 결합되면서, 다중초점 빔을 생성하기 위해, 겹친 광이 하나 또는 그 초과의 포커싱 렌즈들(490, 492)을 통해 지향될 수 있고; 어레이의 앵귤레이션 및 겹침으로 인해, 상이한 소스들이 포커싱 렌즈로부터 상이한 거리들에 있고, 이는, 빔들이 렌즈(492)로부터 벗어나고, 사용자 눈(58)의 망막(54)을 향하여 지향될 때, 빔들에서 상이한 초점 레벨들을 생성한다. 예컨대, 가장 먼 광학 루트/빔은 광학 무한 초점 포지션들을 표현하는 시준된 빔이도록 셋업될 수 있다. 더 가까운 루트들/빔들은 더 가까운 초점 위치들의 발산하는 구면 파면들과 연관될 수 있다.[00410]
Referring to Figure 16J, a beveled fiber array, which may be held together by
[00411] 다중초점 빔은, 일련의 포커싱 렌즈들을 통해 그리고 그 후에 눈의 수정체 및 각막으로 통과될 수 있는 다중초점 빔의 래스터 스캔(또는, 예컨대, 리사주 곡선 스캔 패턴 또는 나선형 스캔 패턴)을 생성하도록 구성될 수 있는 스캐닝 미러 내로 통과될 수 있다. 렌즈들로부터 벗어나는 다양한 빔들은, 겹치는 변화하는 초점 거리들의 상이한 픽셀들 또는 복셀들을 생성한다.[00411] The multifocal beam is configured to generate a raster scan (or, for example, a Lissajous curve scan pattern or a spiral scan pattern) of a multifocal beam that can be passed through a series of focusing lenses and then into the lens of the eye and the cornea Lt; RTI ID = 0.0 > mirror. ≪ / RTI > The various beams deviating from the lenses produce different pixels or voxels of overlapping varying focal distances.
[00412] 일 실시예에서, 프론트 엔드에서 광 변조 채널들 각각에 상이한 데이터를 기록할 수 있고, 그에 의해, 하나 또는 그 초과의 초점 엘리먼트들로 눈에 프로젝팅되는 이미지를 생성할 수 있다. 수정체가 상이한 Z 축 포지션들에 있는 도 16k 및 도 16l에서 도시된 바와 같이, 수정체의 초점 거리를 변화시킴으로써(즉, 원근조절함으로써), 사용자는 상이한 인입 픽셀들을 초점이 맞게 하고 초점에서 벗어나게 할 수 있다. 다른 실시예에서, 섬유 어레이는 압전 액츄에이터에 의해 작동/이동될 수 있다. 다른 실시예에서, 압전 액츄에이터가 활성화되는 경우에, 비교적 얇은 리본 어레이는, 어레이 섬유들의 배열에 직교하는 축을 따라(즉, 리본의 얇은 방향으로), 캔틸레버된 형태로 공진될 수 있다. 일 변형에서, 직교하는 긴 축으로 진동성 스캔을 생성하기 위해, 별도의 압전 액츄에이터가 활용될 수 있다. 다른 실시예에서, 섬유 리본이 공진하여 진동되면서, 긴 축을 따르는 느린 스캔을 위해, 단일 거울 축 스캔이 이용될 수 있다.[00412] In one embodiment, different data may be written to each of the optical modulation channels at the front end, thereby creating an image projected into the eye with one or more focus elements. By varying the focal length of the lens (i.e., by adjusting the perspective), as shown in Figures 16K and 16L where the lens is at different Z-axis positions, the user can focus and move the different incoming pixels out of focus have. In another embodiment, the fiber array can be actuated / moved by a piezoelectric actuator. In another embodiment, when the piezoelectric actuator is activated, a relatively thin ribbon array may be resonated in a cantilevered fashion along an axis orthogonal to the array of array fibers (i.e., in the thin direction of the ribbon). In one variant, a separate piezoelectric actuator can be utilized to create a vibrational scan with a long axis that is orthogonal. In another embodiment, a single mirror axis scan may be used for slow scans along the long axis as the fiber ribbon is resonantly oscillated.
[00413]
도 16m을 참조하면, 스캐닝 섬유 디스플레이들(498)의 어레이(496)이 효과적인 해상도 증가를 위해 유익하게 번들링/타일링될 수 있고, 개념은, 그러한 구성에 대해, 번들의 각각의 스캐닝 섬유가, 예컨대 도 16N에서 도시된 바와 같은 이미지 평면(500)의 상이한 부분에 기록하도록 구성되는 것이고, 여기에서, 이미지 평면의 각각의 부분은 적어도 하나의 번들로부터의 방출들에 의해 어드레싱된다. 다른 실시예들에서, 디스플레이 평면에 도달하는 육방형 또는 다른 격자 패턴에서 약간의 겹침이 존재하도록, 빔들이 광학 섬유에서 나갈 때 빔들의 약간의 배율을 허용하는 광학 구성들이 활용될 수 있고, 따라서, 더 우수한 필 팩터가 존재하면서, 또한, 이미지 평면에서 적절하게 작은 스폿 크기를 유지하고, 그러한 이미지 평면에서 미세한 배율이 존재한다는 것을 이해한다.[00413]
Referring to FIG. 16M, an
[00414] 각각의 스캐닝된 섬유 인클로저 하우징의 단부에서 개별 렌즈들을 갖기 보다, 일 실시예에서, 단일체 렌즈릿 어레이가 활용될 수 있고, 그에 따라, 렌즈들이 가능한 근접하게 패킹될 수 있고, 이는, 이미지 평면에서 한층 더 작은 스폿 크기들을 허용하며, 이는, 광학 시스템에서 더 낮은 배율의 양을 사용할 수 있기 때문이다. 따라서, 섬유 스캔 디스플레이들의 어레이들이 디스플레이의 해상도를 증가시키기 위해 사용될 수 있거나, 또는 즉, 이들이 디스플레이의 시야를 증가시키기 위해 사용될 수 있고, 이는, 각각의 엔진이 시야의 상이한 부분을 스캐닝하기 위해 사용되기 때문이다.[00414] Rather than having individual lenses at the end of each scanned fiber enclosure housing, in one embodiment, a single lenslet array can be utilized, so that the lenses can be packed as close as possible, Which allows for smaller spot sizes, because it allows the use of lower magnifications in the optical system. Thus, arrays of fiber scan displays can be used to increase the resolution of the display, or they can be used to increase the visibility of the display, which allows each engine to be used to scan different parts of the field of view Because.
[00415] 명시야 구성에 대해, 방출들은 더 바람직하게, 이미지 평면에서 겹칠 수 있다. 일 실시예에서, 명시야 디스플레이는 공간에서 스캐닝된 복수의 작은 직경 섬유들을 사용하여 생성될 수 있다. 예컨대, 위에서 설명된 바와 같이, 모든 섬유들이 이미지 평면의 상이한 부분을 어드레싱하게 하는 대신에, 더 겹치고 더 많은 섬유들이 내부 쪽 등으로 각도를 이루게 하거나, 또는 렌즈들의 초점 파워를 변화시키고, 그에 따라, 작은 스폿 크기들이 타일링된 이미지 평면 구성과 켤레되지 않도록 한다. 그러한 구성은, 동일한 물리적인 공간에서 인터셉트되는 다수의 더 작은 직경 레이들을 스캐닝하기 위하여, 명시야 디스플레이를 생성하기 위해 사용될 수 있다.[00415] For a bright field configuration, the emissions may moreover overlap in the image plane. In one embodiment, the bright field display may be generated using a plurality of small diameter fibers scanned in space. For example, instead of having all the fibers address different portions of the image plane, as described above, it may be desirable to superimpose more and more fibers at an angle to the inner side or the like, or to change the focus power of the lenses, Ensure that small spot sizes do not match the tiled image plane configuration. Such a configuration can be used to generate a bright field display, for scanning a number of smaller diameter lasers that are intercepted in the same physical space.
[00416] 도 12b를 다시 참조하면, 명시야 디스플레이를 생성하는 하나의 방법은, 좌측 상의 엘리먼트들의 출력이 좁은 빔들로 시준되게 하고, 그 후에, 프로젝팅 어레이가 우측 상의 눈 동공과 켤레되게 하는 것을 수반한다는 것이 논의되었다.[00416] Referring again to Figure 12b, one method of generating a bright field display is to cause the output of the elements on the left side to collimate to narrow beams and then to cause the projection array to be conjugated with the eye pupil on the right It was discussed.
[00417]
도 16O를 참조하면, 공통 기판 블록(502)과 함께, 단일 액츄에이터가 복수의 섬유들(506)을 일제히 함께 작동시키기 위해 활용될 수 있다. 유사한 구성이 도 13-C-1 및 도 13-C-2에 관하여 위에서 논의된다. 모든 섬유들이 동일한 공진 주파수를 유지하게 하거나, 서로에 대한 바람직한 위상 관계로 진동되게 하거나, 또는 기판 블록으로부터의 캔틸레버링의 동일한 치수들을 갖게 하는 것은 사실상 어려울 수 있다. 이러한 어려움을 해소하기 위해, 섬유들의 팁들은, 매우 얇고, 단단하고, 중량이 가벼운 그래핀 시트와 같은 격자 또는 시트(504)와 기계적으로 결합될 수 있다. 그러한 결합으로 인해, 전체 어레이가 유사하게 진동할 수 있고, 동일한 위상 관계를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 카본 나노튜브들의 행렬이 섬유들을 결합시키기 위해 활용될 수 있거나, 또는 (액정 디스플레이 패널들을 생성하는데 사용되는 종류와 같은) 매우 얇은 평판 글래스의 피스가 섬유 단부들에 결합될 수 있다. 추가로, 모든 연관된 섬유들을 동일한 캔틸레버링된 길이로 커팅하기 위해, 레이저 또는 다른 정밀 커팅 디바이스가 활용될 수 있다.[00417]
With reference to Figure 16O, together with the
[00418]
도 17을 참조하면, 일 실시예에서, 각막과 직접적으로 인터페이싱되고, 상당히 근접한 (예컨대, 각막과 안경 렌즈 사이의 전형적인 거리) 디스플레이에 대한 눈 포커싱을 용이하게 하도록 구성된 콘택트 렌즈를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 콘택트 렌즈로서 광학 렌즈를 배치하기 보다는, 일 변형에서, 렌즈는 선택적인 필터를 포함할 수 있다. 도 17은 "노치 필터"로 간주될 수 있는 플롯(508)을 도시하고, 그것의 설계로 인해, 450nm (최고로 청색), 530nm (녹색), and 650nm과 같은 특정한 파장 대역들만을 차단하고, 다른 파장들을 일반적으로 통과시키거나 또는 투과시킨다. 일 실시예에서, 노치 필터링 기능을 제공하기 위해, 유전체 코팅들의 수개의 층들이 어그리게이팅될 수 있다.[00418]
17, in one embodiment, it may be desirable to have a contact lens that is configured to facilitate eye focusing on a display that is directly interfaced with the cornea and that is fairly close (e.g., a typical distance between the cornea and the spectacle lens) have. Rather than placing the optical lens as a contact lens, in one variant, the lens may comprise a selective filter. Figure 17 shows a
[00419] 그러한 필터링 구성은, 적색, 녹색, 및 청색을 위한 매우 좁은 대역 조명을 생성하는 스캐닝 섬유 디스플레이와 결합될 수 있고, 노치 필터링을 갖는 콘택트 렌즈는, 투과성 파장들을 제외하고, (안경 렌즈에 의해 정상적으로 차지되는 포지션에 장착되는 OLED 디스플레이와 같은 미니디스플레이과 같은) 디스플레이로부터 유래하는 모든 광을 차단할 것이다. 좁은 핀홀이 콘택트 렌즈 필터링 층들/막의 중간에 생성될 수 있고, 그에 따라, 작은 애퍼처(즉, 약 1.5mm 직경 미만)가 그렇지 않으면 차단되는 파장들의 통과를 허용한다. 따라서, 미니디스플레이로부터 이미지들을 수용하기 위해, 적색, 녹색, 및 청색에 대해서만 핀홀 방식으로 기능하는 핀홀 렌즈 구성이 생성되는 한편, 일반적으로 광대역 조명인 실세계로부터의 광은, 비교적 방해되지 않으면서 콘택트 렌즈를 통과할 것이다. 따라서, 큰 초점 깊이 가상 디스플레이 구성이 어셈블링되고 동작될 수 있다. 다른 실시예에서, 도파관으로부터 나오는 시준된 이미지는, 핀홀 큰-초점-깊이 구성으로 인해, 망막에서 가시적일 것이다.[00419] Such a filtering arrangement can be combined with a scanning fiber display that produces very narrow band illumination for red, green, and blue, and contact lenses with notch filtering can be combined, with the exception of transmissive wavelengths, (Such as a mini display, such as an OLED display mounted in a < RTI ID = 0.0 > position). ≪ / RTI > Narrow pinholes can be created in the middle of the contact lens filtering layers / film, thus allowing passage of wavelengths where small apertures (i.e., less than about 1.5 mm in diameter) otherwise block. Thus, in order to accommodate images from a mini display, a pinhole lens configuration that functions only in a pinhole fashion for red, green, and blue is created, while light from a real world, which is typically broadband illumination, Lt; / RTI > Thus, a large focus depth virtual display configuration can be assembled and operated. In another embodiment, the collimated image emerging from the waveguide will be visible in the retina, due to the pinhole large-focus-depth configuration.
[00420] 시간에 걸쳐 디스플레이의 초점 깊이를 변화시킬 수 있는 디스플레이를 생성하는 것이 유용할 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 디스플레이는, 작은 사출 동공 직경과 매우 큰 초점 깊이를 결합시키는 (즉, 항시 모든 것이 초점이 맞게 되도록 하는) 제 1 모드, 및 더 큰 사출 동공 및 더 좁은 초점 깊이를 특징으로 하는 제 2 모드와 같은, 오퍼레이터에 의해 선택될 수 있는 (바람직하게는, 오퍼레이터의 커맨드 시에 둘 사이에서 급속하게 토글링하는) 상이한 디스플레이 모드들을 갖도록 구성될 수 있다. 동작 시에, 사용자가 필드의 다수의 깊이들에서 인지될 오브젝트들을 갖는 3-차원 비디오 게임을 플레이하려는 경우에, 오퍼레이터는 제 1 모드를 선택할 수 있고; 대안적으로, 사용자가 2-차원 워드 프로세싱 디스플레이 구성을 사용하여 긴 에세이로(즉, 비교적 긴 시간 기간 동안) 타이핑하려는 경우에, 더 큰 사출 동공 및 더 선명한 이미지의 편의를 갖기 위해, 제 2 모드로 스위칭하는 것이 더 바람직할 수 있다.[00420] It may be useful to create a display that can change the focus depth of the display over time. For example, in one embodiment, the display has a first mode that combines a small exit pupil diameter with a very large depth of focus (i. E., All the time at all times) and a second mode with a larger exit pupil and a narrower focus depth (Preferably, toggling rapidly between the two at the operator ' s command), which may be selected by the operator, such as in a second mode with the operator. In operation, when the user wishes to play a three-dimensional video game with objects to be perceived at multiple depths of the field, the operator can select the first mode; Alternatively, in order to have the convenience of a larger exit pupil and a sharper image, in the case of a user attempting to type into a long essay (i.e., for a relatively long time period) using a two-dimensional word processing display configuration, May be more preferable.
[00421] 다른 실시예에서, 몇몇 서브이미지들이 큰 초점 깊이로 제공되는 한편, 다른 서브이미지들이 작은 초점 깊이로 제공되는 다중-초점 깊이 디스플레이 구성을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 예컨대, 하나의 구성은 매우 작은 사출 동공으로 제공되는 적색 파장 및 청색 파장 채널들을 가질 수 있고, 그에 따라, 이들은 항상 초점이 맞게 된다. 그 후에, 녹색 채널만이, 다수의 깊이 평면들을 갖는 큰 사출 동공 구성으로 제공될 수 있다(즉, 이는, 인간 원근조절 시스템이 초점 레벨을 최적화하기 위해 녹색 파장들을 우선적으로 타게팅하는 경향을 갖기 때문이다). 따라서, 적색, 녹색, 및 청색의 풀 깊이 평면들로 나타내기에 너무 많은 엘리먼트들을 갖는 것과 연관된 비용들을 삭감하기 위해, 녹색 파장이 우선순위화될 수 있고, 다양한 상이한 파면 레벨들로 표현될 수 있다. 적색 및 청색은 더한 맥스웰 접근법으로 표현되도록 분류될 수 있다(그리고, 맥스웰 디스플레이들에 관하여 위에서 설명된 바와 같이, 소프트웨어는 블러의 가우시안 레벨들을 유도하기 위해 활용될 수 있다). 그러한 디스플레이는 다수의 초점 깊이들을 동시에 제공할 것이다.[00421] In another embodiment, it may be desirable to have a multi-focus depth display configuration in which some sub-images are provided with a large depth of focus while other sub-images are provided with a small depth of focus. For example, one configuration may have red and blue wavelength channels provided as very small exit pupils, and so they are always focused. Thereafter, only the green channel can be provided with a large exit pupil configuration with multiple depth planes (i.e., because the human perspective adjustment system has a tendency to preferentially target green wavelengths to optimize the focus level to be). Thus, in order to reduce the costs associated with having too many elements to represent in full depth planes of red, green, and blue, the green wavelengths can be prioritized and expressed in a variety of different wavefront levels. The red and blue colors can be classified to be represented by a further Maxwell approach (and software can be utilized to derive the Gaussian levels of the blur, as described above with respect to Maxwell displays). Such a display would provide multiple focus depths simultaneously.
[00422] 위에서 설명된 바와 같이, 광 센서들의 더 높은 밀도를 갖는 망막의 부분들이 존재한다. 중심와 부분은, 예컨대, 일반적으로, 시각도 당 대략 120개의 콘들이 존재한다. 입력으로서 눈 또는 시선 추적을 사용하고, 그 시점에서 사람이 응시하고 있는 곳에 대해서만 매우 높은 해상도 렌더링을 생성하는 한편, 망막의 나머지에 더 낮은 해상도 렌더링이 제공됨으로써, 계산 리소스들을 세이브하는 디스플레이 시스템들이 과거에 생성되었고; 그러한 구성에서, 높은 대 낮은 해상도 부분들의 위치들은 추적되는 시선 위치에 동적으로 종속될 수 있고, 이는, "중심와 디스플레이"라고 지칭될 수 있다.[00422] As described above, there are portions of the retina that have a higher density of photosensors. The center portion, for example, generally has about 120 cones per view. Display systems that save computational resources are used in the past by using eye or line-of-sight tracking as input and creating a very high resolution rendering only where the person is staring at that point while providing a lower resolution rendering to the rest of the retina ≪ / RTI > In such an arrangement, the positions of the high to low resolution portions may be dynamically dependent on the tracked eye position, which may be referred to as "centered display ".
[00423]
그러한 구성들에 대한 개선은, 추적되는 눈 시선에 동적으로 종속될 수 있는 패턴 간격을 갖는 스캐닝 섬유 디스플레이를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 18(도 18에서의 이미지의 가장 좌측의 부분(510)은 스캐닝된 다중코어 섬유(514)의 나선형 운동 패턴을 예시하고; 도 18에서의 이미지의 가장 우측 부분(512)은 비교를 위해 스캐닝된 단일 섬유(516)의 나선형 운동 패턴을 예시한다)에서 도시된 바와 같은, 나선형 패턴으로 동작하는 전형적인 스캐닝 섬유 디스플레이에 대해, 일정한 패턴 피치가 균일한 디스플레이 해상도를 제공한다.[00423]
Improvements to such arrangements may include a scanning fiber display having a pattern spacing that can be dynamically dependent on the eye line being tracked. For example, the
[00424] 중심와 디스플레이 구성에서, 비-균일한 스캐닝 피치가 활용될 수 있고, 더 작은/더 엄격한 피치(그리고 따라서 더 높은 해상도)가 검출되는 시선 위치에 동적으로 종속된다. 예컨대, 사용자의 시선이 디스플레이 스크린의 에지 쪽으로 이동하는 것으로 검출된 경우에, 그러한 위치에서, 나선들은 더 조밀하게 클러스터링될 수 있고, 이는, 높은-해상도 부분들에 대해 토로이드-타입 스캐닝 패턴을 생성할 것이고, 디스플레이의 나머지는 더 낮은-해상도 모드에 있다. 더 낮은-해상도 모드에서 디스플레이의 부분들에 갭들이 생성될 수 있는 구성에서, 높은-해상도로부터 더 낮은-해상도 스캔 피치로의 전환들 사이에서, 뿐만 아니라, 스캔들 사이의 전환들을 원활하게 하기 위해, 블러가 의도적으로 동적으로 생성될 수 있다.[00424] In the center-to-center display configuration, a non-uniform scanning pitch can be utilized and dynamically dependent on the eye position where a smaller / more stringent pitch (and thus a higher resolution) is detected. For example, if the user's gaze is detected to move towards the edge of the display screen, at such a position, the spirals can be clustered more densely, which creates a toroid-type scanning pattern for the high- And the rest of the display is in a lower-resolution mode. In a configuration where gaps can be created in portions of the display in the lower-resolution mode, in order to facilitate switching between high-resolution to lower-resolution scan pitch, as well as between scans, Blur can be intentionally generated dynamically.
[00425] 명시야라는 용어는, 오브젝트로부터 뷰어의 눈으로 이동하는 광의 볼류메트릭 3-D 표현을 설명하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 광학 시-스루 디스플레이는, 광의 부재가 아니라, 단지, 눈으로 광을 반사시킬 수 있고, 실세계로부터의 주변 광이 가상 오브젝트를 나타내는 임의의 광에 부가될 것이다. 즉, 눈에 제공되는 가상 오브젝트가 블랙 또는 매우 어두운 부분을 포함하는 경우에, 실세계로부터의 주변 광이 그러한 어두운 부분을 통과할 수 있고, 어둡도록 의도된 것을 불분명하게 할 수 있다.[00425] The term bright field can be used to describe the volumetric 3-D representation of light traveling from the object to the viewer's eye. However, an optical see-through display may not reflect the absence of light, but merely reflect light to the eye, and ambient light from the real world will be added to any light that represents the virtual object. That is, when a virtual object provided to the eye includes black or a very dark portion, ambient light from the real world can pass through such a dark portion, making it unclear what is intended to be dark.
[00426] 그럼에도, 밝은 실제 배경에 걸쳐 어두운 가상 오브젝트를 제공할 수 있고, 그러한 어두운 가상 오브젝트가 원하는 뷰잉 거리에서 볼륨을 차지하는 것으로 나타나는 것이 바람직하고; 즉, 공간에서의 특정한 포인트에 위치될, 광의 부재가 인지되는 그러한 어두운 가상 오브젝트의 "암시야" 표현을 생성하는 것이 유용하다. 우수하게 라이팅된 실제 환경들에서도, 그 또는 그녀가 가상 오브젝트들의 암시야 애스펙트들을 인지할 수 있도록 하는 사용자 눈으로의 정보의 제공 및 가림 엘리먼트들에 관하여, 전술된 공간적인 광 변조기의 특정한 애스펙트들, 또는 "SLM" 구성들이 적절하다. 위에서 설명된 바와 같이, 눈과 같은 광-감지 시스템에 대해, 암시야의 선택적인 인지를 얻기 위한 하나의 방법은 디스플레이의 그러한 부분들로부터의 광을 선택적으로 감쇠시키는 것이고, 이는, 해당 디스플레이 시스템들이 광의 조작 및 제공에 관한 것이기 때문이고; 즉, 암시야는 특정하게 프로젝팅될 수 없고 - 암시야로서 인지될 수 있는 것은 조명의 부족이고, 따라서, 조명의 선택적인 감쇠를 위한 구성들이 개발되었다.[00426] Nevertheless, it is possible to provide a dark virtual object over a bright real background, and it is preferred that such a dark virtual object appears to occupy the volume at the desired viewing distance; That is, it is useful to create a "dark field" representation of such a dark virtual object in which the absence of light is to be located at a particular point in space. Even in well-lit real world environments, certain aspects of the spatial light modulator described above, such as the provision of information to the user's eyes and the occluding elements that enable him or her to perceive the darkness aspects of the virtual objects, Or "SLM" configurations are appropriate. As described above, for a light-sensing system such as an eye, one way to achieve selective recognition of the dark field is to selectively attenuate light from those portions of the display, Since it relates to manipulation and provision of light; That is, the dark field can not be specifically projected - it is the lack of illumination that can be perceived as dark field, and consequently, configurations have been developed for selective attenuation of the light.
[00427] SLM 구성들의 논의를 다시 참조하면, 암시야 인지를 위해 선택적으로 감쇠시키기 위한 하나의 방법은, 하나의 각도로부터 유래하는 모든 광을 차단하는 한편, 다른 각도들로부터의 광이 투과되게 허용하는 것이다. 이는, 위에서 설명된 바와 같이, 액정(투과 상태에 있는 경우의 그것의 비교적 낮은 투명도로 인해 가장 최적이 아닐 수 있음), DLP 시스템들의 DMD 엘리먼트들(그러한 모드에 있는 경우에 상대적인 높은 투과/반사 비율들을 가짐), 및 광 복사를 제어가능하게 셔터 또는 통과시키도록 구성된 MEMS 어레이들 또는 셔터들과 같은 엘리먼트들을 포함하는 복수의 SLM 평면들로 달성될 수 있다.[00427] Referring back to the discussion of SLM configurations, one way to selectively attenuate for darkness is to block all light from one angle, while allowing light from other angles to pass through. This is due to the fact that, as described above, the liquid crystal (which may not be optimal due to its relatively low transparency when in the transmissive state), the DMD elements of the DLP systems (the high transmission / , And a plurality of SLM planes including elements such as MEMS arrays or shutters configured to controllably shutter or pass optical radiation.
[00428] 적합한 액정 디스플레이("LCD") 구성들에 관하여, 콜레스테릭 LCD 어레이가 제어되는 가림/차단 어레이를 위해 활용될 수 있다. 편광 상태가 전압에 따라 변화되는 통상적인 LCD 패러다임과 대조적으로, 콜레스테릭 LCD 구성에 대해, 안료가 액정 분자에 구속되고, 그 후에, 인가되는 전압에 응답하여, 분자가 물리적으로 틸팅된다. 그러한 구성은, 투과성 모드에 있는 경우에, 통상적인 LCD보다 더 큰 투명도를 달성하도록 설계될 수 있고, 편광 막들의 스택은, 통상적인 LCD에서와 다르게, 요구되지 않는다.[00428] With respect to suitable liquid crystal display ("LCD") configurations, a cholesteric LCD array may be utilized for the controlled / interrupted array. In contrast to the conventional LCD paradigm where the polarization state varies with voltage, for a cholesteric LCD configuration, the pigment is constrained to the liquid crystal molecules, and then the molecules are physically tilted in response to the applied voltage. Such a configuration can be designed to achieve greater transparency than a conventional LCD when in a transmissive mode, and a stack of polarizing films is not required, unlike in a conventional LCD.
[00429] 다른 실시예에서, 제어가능하게 인터럽트된 패턴들의 복수의 층들이, 무아레 효과들을 사용하여, 광의 선택된 제공을 제어가능하게 차단하기 위해 활용될 수 있다. 예컨대, 일 구성에서, 각각, 예컨대, 글래스 기판과 같은 투명 평판 물질 상에 프린팅되거나 또는 페인팅된 최적-피치 사인파들을 포함할 수 있는 감쇠 패턴들의 2개의 어레이들은, 뷰어가 패턴들 중 어느 하나만을 통해 보는 경우에, 뷰가 본질적으로 투명하지만, 뷰어가 순서대로 정렬된 패턴들 양자 모두를 통해 보는 경우에, 2개의 감쇠 패턴들이 사용자 눈에 비교적 근접하게 순서대로 배치되는 경우에도, 뷰어가 공간적인 비트 주파수 무아레 감쇠 패턴을 보게 될 정도로 충분히 근접한 거리에서, 사용자 눈에 제공될 수 있다.[00429] In another embodiment, a plurality of layers of controllably interrupted patterns can be utilized to controllably block the selected presentation of light, using moiré effects. For example, in one configuration, two arrays of attenuation patterns, each of which may include optimized-pitch sine waves printed or painted on a transparent plate material, such as, for example, a glass substrate, In view, if the view is inherently transparent but the viewer sees through both sequentially ordered patterns, even if the two attenuation patterns are placed in order relatively close to the user's eyes, Can be provided to the user's eye at a distance sufficiently close enough to view the frequency moire attenuation pattern.
[00430] 비트 주파수는 2개의 감쇠 평면들 상의 패턴들의 피치에 의존하고, 따라서, 일 실시예에서, 암시야 인지를 위해 특정한 광 투과를 선택적으로 차단하기 위한 감쇠 패턴이 2개의 순차적인 패턴들을 사용하여 생성될 수 있고, 이들 각각은 그렇지 않으면 사용자에 대해 투명할 것이지만, 이들은 함께 연속적으로, 증강 현실 시스템에서 요구되는 암시야 인지에 따라 감쇠되도록 선택되는 공간적인 비트 주파수 무아레 감쇠 패턴을 생성한다.[00430] The bit frequency depends on the pitch of the patterns on the two attenuation planes, and therefore, in one embodiment, the attenuation pattern for selectively blocking the specific light transmission for darkness is generated using two sequential patterns And each of them will otherwise be transparent to the user, but together they produce a spatial beat frequency moire attenuation pattern that is selected to be attenuated according to whether it is the dark field required in the augmented reality system.
[00431] 다른 실시예에서, 암시야 효과를 위한 제어되는 가림 패러다임이 다중-뷰 디스플레이 스타일 가리개를 사용하여 생성될 수 있다. 예컨대, 하나의 구성은, LCD, DLP 시스템, 또는 위에서 설명된 것들과 같은 다른 선택적인 감쇠 층 구성을 포함할 수 있는, 연속적인 선택적인 감쇠 층과 함께, 작은 애퍼처들 또는 핀홀들을 제외하고, 완전히 가리는 하나의 핀-홀 층을 포함할 수 있다. 하나의 시나리오에서, 핀홀 어레이가 각막으로부터의 전형적인 안경 렌즈 거리(약 30mm)에 배치되고, 선택적인 감쇠 패널이 눈으로부터 핀홀 어레이 반대편에 위치되면서, 공간에서의 선명한 기계적인 에지 아웃의 인지가 생성될 수 있다. 본질적으로, 구성이 광의 특정한 각도들이 통과되게 허용하고, 다른 각도들이 차단되거나 또는 가려지게 허용할 것인 경우에, 선명한 에지 프로젝션과 같은 매우 선명한 패턴의 인지가 생성될 수 있다. 다른 관련된 실시예에서, 핀홀 어레이 층은, 다소 유사하지만 정적 핀홀 어레이 층보다 더 많은 제어들을 갖는 구성을 제공하기 위해, 제 2 동적 감쇠 층으로 대체될 수 있다(정적 핀홀 층이 시뮬레이팅될 수 있지만, 필수적이지는 않다).[00431] In another embodiment, a controlled dimming paradigm for darkfield effects can be generated using a multi-view display style mask. For example, one configuration may be implemented with other optional damping layer configurations, such as an LCD, a DLP system, or other optional damping layer configurations such as those described above, with the exception of small apertures or pinholes, And may include a completely pinned-hole layer. In one scenario, a pinhole array is placed at a typical eyeglass lens distance (about 30 mm) from the cornea, and a selective damping panel is located on the opposite side of the pinhole array from the eye, creating a perception of sharp mechanical edge-out in space . In essence, the recognition of a very sharp pattern, such as a sharp edge projection, can be generated if the configuration allows certain angles of light to pass and allows other angles to be blocked or obscured. In other related embodiments, the pinhole array layer may be replaced with a second dynamic damping layer to provide a configuration that is somewhat similar but more control than a static pinhole array layer (although a static pinhole layer may be simulated , It is not necessary).
[00432] 다른 관련된 실시예에서, 핀홀들은 원통형 렌즈들로 대체될 수 있다. 핀홀 어레이 층 구성에서와 동일한 패턴의 가림이 달성될 수 있지만, 원통형 렌즈들을 이용시, 어레이는 매우 작은 핀홀 기하학적 구조들로 제한되지 않는다. 렌즈들을 통해 실세계를 뷰잉할 때 렌즈들로 인해 왜곡들이 눈에 표현되는 것을 방지하기 위해, 제 2 렌즈 어레이가 기본적으로 제로 파워 텔레스코프 구성을 사용하여 뷰-쓰루 조명을 보상 및 제공하기 위해 눈에 가장 가까운 사이드의 대향하는 사이드의 렌즈 어레이 또는 애퍼처의 사이드 상에 추가될 수 있다.[00432] In another related embodiment, the pinholes may be replaced by cylindrical lenses. Closure of the same pattern as in the pinhole array layer configuration can be achieved, but with cylindrical lenses, the array is not limited to very small pinhole geometries. In order to prevent distortions from being visible to the eyes due to the lenses when viewing the real world through the lenses, the second lens array basically uses a zero power telescope configuration to view and provide view- May be added on the side of the lens array or aperture of the opposite side of the nearest side.
[00433] 다른 실시예에서, 암시야 인지의 생성 및 가림을 위해 광을 물리적으로 차단하기보다는, 광이 구부러지거나 또는 바운스될 수 있거나, 또는 액정층이 활용되는 경우에는 광의 편광이 변경될 수 있다. 예컨대, 일 변형에서, 각각의 액정층이 편광 회전기의 역할을 할 수 있어서, 패터닝된 편광 재료가 패널의 일 면 상에 포함되는 경우, 실세계로부터 비롯되는 개별 광선들의 편광이 선택적으로 조작될 수 있고, 그러므로, 그들은 패터닝된 편광기의 부분을 캐치한다. 체커보드 패턴들을 갖는 당해 기술분야에 알려진 편광기들이 존재하며, 여기서, "체커 박스들"의 절반은 수직 편광을 갖고, 다른 절반은 수평 편광을 갖는다. 추가하여, 편광이 선택적으로 조작될 수 있는 액정과 같은 재료가 사용되는 경우, 광은 이를 사용하여 선택적으로 감쇠될 수 있다.[00433] In another embodiment, the light may be bent or bounced, or the polarization of the light may be altered if the liquid crystal layer is utilized, rather than physically blocking the light for generating and blocking the dark field. For example, in one variant, each liquid crystal layer may serve as a polarization rotator so that if the patterned polarizing material is included on one side of the panel, the polarization of the individual rays coming from the real world can be selectively manipulated , Therefore, they catch the part of the patterned polariser. There are polarizers known in the art having checkerboard patterns, where half of the "checker boxes" have vertical polarization and the other half have horizontal polarization. In addition, when a material such as a liquid crystal is used in which the polarization can be selectively manipulated, the light can be selectively attenuated using it.
[00434] 위에서 설명된 바와 같이, 선택적 반사기들은 LCD보다 더 큰 송신 효율성을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 렌즈 시스템이 실세계로부터 비롯되는 광을 취하여, 실세계로부터의 평면을 이미지 평면 상에 포커싱하도록 렌즈 시스템이 배치되는 경우, 그리고 광을 눈으로 통과시키는 렌즈들의 다른 세트를 향해 "온" 상태에 있을 때 광을 반사하도록 그 이미지 평면에 DMD(즉, DLP 기술)가 배치되고, 그러한 렌즈들이 또한 자신들의 초점 길이에서 DMD를 갖는 경우, 이는 눈에 대해 초점이 맞춰진 감쇠 패턴을 생성할 수 있다. 다시 말해, DMD들은, 암시야 인지를 제어가능하게 가리고 암시야 인지를 생성하는 것을 용이하게 하기 위해, 도 19a에 도시된 바와 같이, 제로 배율 텔레스코프 구성의 선택적 반사기 평면에서 사용될 수 있다.[00434] As described above, selective reflectors can provide greater transmission efficiency than LCDs. In one embodiment, when the lens system is arranged to take light originating from the real world, to focus the plane from the real world onto the image plane, and to "on" When a DMD (i.e., DLP technique) is placed in the image plane to reflect light when in a state, and such lenses also have a DMD at their focal length, it is possible to create an attenuated pattern focused on the eye have. In other words, the DMDs can be used in a selective reflector plane of a zero magnification telescope configuration, as shown in FIG. 19A, to controllably hide the dark field and to generate dark field light.
[00435]
도 19a에 도시된 바와 같이, 렌즈(518)는 실세계(144)로부터의 광을 취하여 그 광을 아래 이미지 평면(520)에 포커싱하며; DMD(또는 다른 공간 감쇠 디바이스)(522)가 렌즈의 초점 길이에(즉, 이미지 평면(520)에) 배치되는 경우, 렌즈(518)는 광학 무한성으로부터 비롯되는 어떤 광이라도 취하여, 그 광을 이미지 평면(520) 상에 포커싱할 것이다. 그 다음으로, 감쇠될 것들을 선택적으로 차단하기 위해 공간 감쇠기(522)가 활용될 수 있다. 도 19a는 투과 모드의 감쇠기 DMD들을 도시하며, 이들은 디바이스를 가로지르는 것으로 도시된 빔들을 통과시킨다. 그 다음으로, 이미지는 제 2 렌즈(524)의 초점 길이에 배치된다. 바람직하게, 2개의 렌즈들(518, 524)은 동일한 초점 파워를 가지며, 그러므로 그들은 결국 제로-파워 텔레스코프 또는 "릴레이"이며, 이는 실세계(144)에 대한 뷰들을 확대하지 않는다. 이러한 구성은 특정 픽셀들의 선택적 차단/감쇠를 또한 허용하면서 실세계의 확대되지 않은 뷰들을 표현하기 위해 사용될 수 있다.[00435]
As shown in FIG. 19A, the
[00436]
다른 실시예에서, 도 19b 및 19c에 도시된 바와 같이, 추가의 DMD들이 추가되어서, 광은 눈으로 통과시키기 전에 4개의 DMD들(526, 528, 530, 532) 각각으로부터 반사된다. 도 19b는 제로-파워 텔레스코프 효과를 갖도록 서로 2F 관계(첫 번째의 초점 길이가 두 번째의 초점 길이에 활용됨)로 배치된 동일한 초점 파워(초점 길이 "F")를 바람직하게 갖는 2개의 렌즈들을 가진 실시예를 도시하고; 도 19c는 렌즈들이 없는 실시예를 도시한다. 도 19b 및 19c의 도시된 실시예들에서 4개의 반사 패널들(526, 528, 530, 532)의 배향 각도들은 단순한 예시 목적들을 위해 대략 45도인 것으로 도시되지만, 특정한 상대적 배향이 요구된다(예컨대, 통상의 DMD는 약 12도 각도에서 반사함).[00436]
In another embodiment, additional DMDs are added, as shown in Figures 19b and 19c, so that light is reflected from each of the four
[00437] 다른 실시예에서, 패널들은 또한 강유전성일 수 있거나, 또는 임의의 다른 종류의 반사 또는 선택적 감쇠기 패널 또는 어레이일 수 있다. 도 19b 및 19c에 도시된 것들과 유사한 일 실시예에서, 3개의 반사기 어레이들 중 하나는 단순한 거울일 수 있어서, 다른 3개는 선택적 감쇠기들일 수 있고, 따라서, 암시야 인지의 발전에서 인입되는 조명의 부분들을 제어가능하게 가리기 위해 3개의 독립적인 평면들을 계속 제공한다. 다수의 동적 반사 감쇠기들을 직렬로 가짐으로써, 실세계에 대해 상이한 광학 거리들에서 마스크들이 생성될 수 있다.[00437] In other embodiments, the panels may also be ferroelectric, or may be any other type of reflective or selective attenuator panel or array. In one embodiment, similar to that shown in Figures 19b and 19c, one of the three reflector arrays can be a simple mirror, the other three can be selective attenuators, and therefore, Lt; RTI ID = 0.0 > 3, < / RTI > By having a number of dynamic reflection attenuators in series, masks can be generated at different optical distances to the real world.
[00438] 대안적으로, 도 19c를 다시 참조하면, 하나 또는 그 초과의 DMD들은 어떠한 렌즈들도 없이 반사 잠망경 구성으로 배치되는 구성을 생성할 수 있다. 이러한 구성은 다른 광선들이 통과되는 동안 특정 광선들을 선택적으로 감쇠시키기 위해 명시야 알고리즘들로 드라이빙될 수 있다.[00438] Alternatively, referring back to Figure 19C, one or more DMDs can be configured to be arranged in a reflective periscope configuration without any lenses. This configuration can be driven into brightfield algorithms to selectively attenuate certain rays while other rays pass.
[00439] 다른 실시예에서, 가상 현실과 같은 투과성 구성에서 사용하기 위해, 일반적으로 불투명한 기판과 반대로 투명한 기판 상에 제어가능하게 이동가능한 디바이스들의 DMD 또는 유사한 행렬이 생성될 수 있다.[00439] In another embodiment, a DMD or similar matrix of devices that are controllably movable on a transparent substrate as opposed to a generally opaque substrate may be created for use in a transmissive configuration, such as a virtual reality.
[00440] 다른 실시예에서, 2개의 LCD 패널들이 명시야 가리개들로서 활용될 수 있다. 일 변형에서, 이들은 위에서 설명된 바와 같은 그들의 감쇠 능력으로 인해 감쇠기들로서 생각될 수 있으며; 대안적으로 이들은 공유 편광기 스택을 가진 편광 회전기들로 고려될 수 있다. 적절한 LCD들은 청색 상 액정, 콜레스테릭 액정, 강유전성 액정, 및/또는 트위스티드 네마틱 액정과 같은 컴포넌트들을 포함할 수 있다.[00440] In another embodiment, two LCD panels may be utilized as bright field shields. In one variant, they can be thought of as attenuators due to their damping capability as described above; Alternatively, they can be considered as polarization rotators with a shared polariser stack. Suitable LCDs may include components such as blue liquid crystal, cholesteric liquid crystal, ferroelectric liquid crystal, and / or twisted nematic liquid crystal.
[00441] 일 실시예는, 회전을 변경시킬 수 있는 루버들의 세트를 특징으로 하는 MEMS 디바이스와 같은 방향-선택적 가림 엘리먼트들의 어레이를 포함할 수 있어서, 그들은 특정 각도로 비롯되는 광의 대부분을 통과시키지만, 상이한 각도로 비롯되는 광에 대해 넓은 면의 많은 부분을 나타낸다(플랜테이션 셔터들이 통상의 휴먼 스케일 윈도우와 함께 활용될 수 있는 방식과 다소 유사함). MEMS/루버 구성은 실질적으로 불투명한 루버들과 함께, 광학적으로 투명한 기판 상에 배치될 수 있다. 이상적으로, 이러한 구성은 픽셀 단위로 광을 선택적으로 가리기에 충분히 미세한 루버 피치를 가질 것이다. 다른 실시예에서, 둘 또는 그 초과의 층들 또는 스택들의 루버들은 더 추가의 제어들을 제공하기 위해 결합될 수 있다. 다른 실시예에서, 광을 선택적으로 차단하기보다는, 루버들은 제어가능하게 변수에 기초하여 광의 편광 상태를 변경하도록 구성된 편광기들일 수 있다.[00441] One embodiment may include an array of direction-selective shielding elements, such as a MEMS device, characterized by a set of louvers capable of changing rotation so that they pass most of the light originating at a particular angle, (The plantation shutters are somewhat similar to the way that plantation shutters can be utilized with conventional human-scale windows). The MEMS / louver configuration, along with substantially opaque louvers, can be placed on an optically transparent substrate. Ideally, such a configuration would have a sufficiently fine louver pitch to selectively mask the light in pixel units. In other embodiments, louvers of two or more layers or stacks may be combined to provide further control. In another embodiment, rather than selectively blocking light, the louvers may be polarisers configured to controllably vary the polarization state of the light based on the variable.
[00442] 위에서 설명된 바와 같이, 선택적 가림을 위한 다른 실시예는 MEMS 디바이스에 슬라이딩 패널들의 어레이를 포함할 수 있어서, 슬라이딩 패널들은 작은 프레임 또는 애퍼처를 통해 광을 투과하기 위해 (즉, 제 1 포지션으로부터 제 2 포지션으로 평판 방식으로 슬라이딩함으로써; 또는 제 1 배향으로부터 제 2 배향으로 회전함으로써; 또는 예컨대, 결합된 회전 재배향 및 변위에 의해) 제어가능하게 개방되고, 그리고 프레임 또는 애퍼처를 가려서 송신을 방지하기 위해 제어가능하게 폐쇄될 수 있다. 어레이는 다양한 프레임들 또는 애퍼처들을 개방 또는 가리도록 구성될 수 있어서, 이들은 감쇠될 광선들을 최대로 감쇠시키고, 투과될 광선들을 최소로만 감쇠시킨다.[00442] As described above, another embodiment for selective occlusion can include an array of sliding panels in a MEMS device, so that the sliding panels can be used to transmit light through a small frame or aperture (i.e., By sliding in a two-position planar manner; or by rotating from a first orientation to a second orientation; or by controllably opening, e.g., by combined rotational orientation and displacement), and preventing transmission by blocking the frame or aperture Lt; / RTI > The array can be configured to open or cover various frames or apertures so that they attenuate the rays to be attenuated to a maximum and attenuate the rays to be transmitted only to a minimum.
[00443] 고정된 수의 슬라이딩 패널들이, 제 1 애퍼처를 가리고 및 제 2 애퍼처를 개방하는 제 1 포지션 또는 제 2 애퍼처를 가리고 제 1 애퍼처를 개방하는 제 2 포지션을 점유할 수 있는 실시예에서, 전체적으로 투과되는 동일한 양의 광이 항상 존재할 것이지만(이러한 구성을 이용시 애퍼처들 중 50%가 가려지고, 다른 50%가 개방되기 때문임), 셔터들 또는 도어들의 로컬 포지션 변경들은 다양한 슬라이딩 패널들의 동적 포지셔닝을 사용하여 암시야 인지를 위해 타겟팅된 무아레 또는 다른 효과들을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 슬라이딩 패널들은 슬라이딩 편광기들을 포함할 수 있고, 정적인 또는 동적인 다른 편광 엘리먼트들과 함께 스택된 구성으로 배치되는 경우, 선택적으로 감쇠시키기 위해 활용될 수 있다.[00443] In an embodiment in which a fixed number of sliding panels can occupy a first position covering a first aperture and a second position opening a first aperture or covering a second aperture and opening a first aperture (Since 50% of the apertures are obscured and the other 50% is open when using this configuration), the local position changes of the shutters or doors will be reflected by the various sliding panels Dynamic positioning can be used to generate moire or other effects targeted for ambiguity. In one embodiment, the sliding panels may comprise sliding polarizers and may be utilized to selectively attenuate when placed in a stacked configuration with other polarizing elements that are static or dynamic.
[00444]
도 19d를 참조하면, 이를테면, DMD 스타일 반사기 어레이(534)를 통해 선택적 반사에 대한 기회를 제공하는 다른 구성이 도시되어서, 한 쌍의 초점 엘리먼트들(540, 542) 및 반사기(534; 이를테면, DMD)와 함께 2개의 도파관들(536, 538)의 스택된 세트는 입구 반사기(544)를 이용하여 인입하는 광의 부분을 캡쳐하기 위해 사용될 수 있다. 광을 DMD 어레이와 같은 반사기(534) 상의 초점로 가져가기 위해, 반사된 광은 제 1 도파관(536)의 길이 아래, 포커싱 엘리먼트(540)로 내부 전반사될 수 있으며, 그 후에, DMD는, 포커싱 렌즈(542; 다시 제 2 도파관으로의 광의 주입을 용이하게 하도록 구성된 렌즈)를 통해, 그리고 광을 도파관으로부터 그리고 눈(58)을 향하여 나가게 하도록 구성된 사출 반사기(546)까지 아래로의 내부 전반사를 위해 제 2 도파관(538)으로 광의 부분을 선택적으로 감쇠 및 반사할 수 있다.[00444]
Referring to Figure 19D, another configuration is shown, such as providing an opportunity for selective reflection through a DMD
[00445]
이러한 구성은 비교적 얇은 형상 팩터를 가질 수 있고, 실세계(144)로부터의 광이 선택적으로 감쇠되도록 허용하게 설계된다. 도파관들이 시준된 광과 함께 가장 완전하게 작용하기 때문에, 이러한 구성이 가상 현실 구성들에 상당히 적합할 수 있으며, 초점 길이들은 광학 무한성의 범위 내에 있다. 더 가까운 초점 길이들의 경우, 명시야 디스플레이는, 광이 다른 초점 거리로부터 비롯되는 다른 큐들을 사용자 눈에 제공하기 위해 전술된 선택적 감쇠/암시야 구성에 의해 생성된 실루엣의 최상부 상에서 층으로서 사용될 수 있다. 가림 마스크는 초점에서 벗어났을 수 있고, 심지어는 원하지 않게 초점에서 벗어났을 수 있고, 그 다음으로, 일 실시예에서, 암시야가 잘못된 초점 거리에 있을 수 있다는 사실을 감추기 위해, 마스킹 층의 최상부 상에서 명시야가 사용될 수 있다.[00445]
This configuration may have a relatively thin shape factor and is designed to allow the light from the
[00446]
도 19e를 참조하면, 예시 목적들을 위해 대략 45도로 도시된 2개의 각도를 이룬 반사기들(558, 544; 556, 546)을 각각 갖는 2개의 도파관들(552, 554)을 특징으로 하는 실시예가 도시되며; 실제 구성들에서, 그 각도는 실세계로부터 인입되는 광의 부분을 제 1 도파관의 각각의 사이드 아래로 (또는 최상부 층이 모놀리식이 아닌 경우, 2개의 개별 도파관들 아래로) 지향시키는 반사 표면, 도파관들의 반사/굴절 특성들 등에 따라 상이할 수 있어서, 그것은 각각의 단부의 반사기(548, 550), 이를테면, 선택적 감쇠를 위해 사용될 수 있는 DMD를 히트하고, 그 후에, 반사된 광은 다시 제 2 도파관으로 (또는 바닥부 층이 모놀리식이 아닌 경우, 2개의 개별 도파관들로) 그리고 다시 눈(58)을 향해 나가게 하기 위해 2개의 각도를 이룬 반사기들(다시, 이들은 도시된 바와 같이 45도일 필요가 없음)을 향해 주입될 수 있다.[00446]
19E, an embodiment featuring two
[00447]
포커싱 렌즈들이 또한 각각의 단부의 반사기들과 도파관들 사이에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 각각의 단부의 반사기들(548, 550)은 표준 거울들(이를테면, 알루미늄화 거울들)을 포함할 수 있다. 게다가, 반사기들은 파장 선택적 반사기들, 이를테면, 다이크로익 거울들 또는 필름 간섭 필터들일 수 있다. 게다가, 반사기들은 인입하는 광을 반사하도록 구성된 회절 엘리먼트들일 수 있다.[00447]
Focusing lenses may also be disposed between the reflectors and the waveguides at each end. In other embodiments, the
[00448]
도 19f는, 광을 2개의 도파관들(560, 562)을 통해 지향시키기 위해 피라미드형 구성의 4개의 반사 표면들이 활용되고, 실세계로부터 인입하는 광이 분할되어 4개의 상이한 축들에 반사될 수 있는 구성을 예시한다. 피라미드-형상 반사기(564)는 4개보다 많은 수의 패시트들을 가질 수 있고, 도 19e의 구성의 반사기들 같이 기판 프리즘 내에 상주할 수 있다. 도 19f의 구성은 도 19e의 구성의 확장이다.[00448]
19F shows a configuration in which four reflective surfaces of a pyramidal configuration are utilized to direct light through two
[00449]
도 19g를 참조하면, 하나 또는 그 초과의 반사 표면들(574, 576, 578, 580, 582)을 사용하여 세계(144)로부터의 광을 캡쳐하고, 그것(570)을 선택적 감쇠기(568; 이를테면, DMD 어레이)에 중계하고, 그리고 그것을 다시 동일한 도파관에 재결합하기 위해 단일 도파관(566)이 활용될 수 있어서, 그것은 전파되고(572), 하나 또는 그 초과의 다른 반사 표면들(584, 586, 588, 590, 592)을 만나며, 그 하나 또는 그 초과의 다른 반사 표면들(584, 586, 588, 590, 592)은 그것이 사용자 눈(58)을 향하는 경로 상에서 도파관을 적어도 부분적으로 나가게(594) 한다. 바람직하게, 도파관은 선택적 반사기들을 포함하여서, 하나의 그룹(574, 576, 578, 580, 582)은 인입하는 광을 캡쳐하여 그것을 아래 선택적 감쇠기로 지향시키기 위해 스위칭 온될 수 있는 한편, 별개의 다른 그룹(584, 586, 588, 590, 592)은 선택적 감쇠기로부터 되돌아오는 광을 눈(58)을 향해 나가게 하기 위해 스위칭 온될 수 있다.[00449]
19g, one or more
[00450] 간략성을 위해, 도파관에 실질적으로 수직하게 배향된 선택적 감쇠기가 도시되며; 다른 실시예들에서, 도파관에 대해 상이한 그리고 더 컴팩트한 배향으로 선택적 감쇠기를 갖기 위해, 굴절 또는 반사 광학들과 같은 다양한 광학 컴포넌트들이 활용될 수 있다.[00450] For simplicity, an optional attenuator oriented substantially perpendicular to the waveguide is shown; In other embodiments, various optical components, such as refractive or reflective optics, may be utilized to have an optional attenuator in a different and more compact orientation relative to the waveguide.
[00451]
도 19h를 참조하면, 도 19d를 참조하여 설명된 구성에 대한 변형이 예시된다. 이러한 구성은 도 5b를 참조하여 위에서 논의된 것과 다소 비슷하며, 반사기들의 스위칭가능한 어레이가 한 쌍의 도파관들(602, 604) 각각 내에 임베딩될 수 있다. 도 19h를 참조하면, 제어기가 반사기들(598, 600)을 순차적으로 턴온 및 턴오프시키도록 구성될 수 있어서, 다수의 반사기들이 프레임 시퀀스에 기초하여 동작할 수 있고; 그 다음으로, DMD 또는 다른 선택적 감쇠기(594)가 또한, 턴온 및 턴오프되는 상이한 거울들과 동기화되어 순차적으로 드라이빙될 수 있다.[00451]
Referring to Fig. 19H, a modification to the configuration described with reference to Fig. 19D is illustrated. This configuration is somewhat similar to that discussed above with reference to FIG. 5B, and a switchable array of reflectors can be embedded within each of the pair of waveguides 602,604. Referring to FIG. 19H, the controller may be configured to sequentially turn on and off the
[00452]
도 19i를 참조하면, (예컨대, 도 15a-15c를 참조하여) 위에서 설명된 것들과 유사한 한 쌍의 웨지-형상 도파관들이, 각각의 웨지-형상 도파관(610, 612)의 2개의 긴 표면들이 동일-평면 상에 있지 않음을 예시하기 위해, 측면도 또는 단면도로 도시된다. "터닝 필름"(606, 608; 이를테면, 상표명 "TRAF"로 3M 코포레이션으로부터 입수가능한 것, 이는 본질적으로 마이크로리즘 어레이를 포함함)은, 광선들이 내부 전반사에 의해 캡쳐될 각도로 인입하는 광선들을 터닝시키거나 또는 광선들이 눈 또는 다른 타겟을 향해 도파관을 나감에 따라 아웃고잉 광선들을 터닝시키기 위해, 웨지-형상 도파관들의 하나 또는 그 초과의 표면들 상에서 활용될 수 있다. 인입하는 광선들은 아래 제 1 웨지로 그리고 선택적 감쇠기(614), 이를테면, DMD, LCD(이를테면, 강유전성 LCD), 또는 마스크로서 동작하는 LCD 스택을 향해 지향된다.[00452]
Referring to FIG. 19i, a pair of wedge-shaped waveguides similar to those described above (e.g., with reference to FIGS. 15A-15C) may be formed by the same two long surfaces of each wedge-shaped
[00453]
선택적 감쇠기(614) 후에, 반사된 광은 다시 제 2 웨지-형상 도파관에 결합되고, 그 다음으로, 제 2 웨지-형상 도파관은 웨지를 따라 내부 전반사에 의해 광을 중계한다. 웨지-형상 도파관의 특성들은 의도적으로, 광의 각각의 바운스가 각도 변화를 야기하고; 내부 전반사를 벗어나기 위해 임계 각도가 되기에 충분하게 각도가 변화되는 포인트가 웨지-형상 도파관으로부터의 사출 포인트가 되는 것이다. 통상적으로, 사출부는 사각(oblique angle)일 것이어서, 터닝 필름의 다른 층이 눈(58)과 같은 타겟팅된 오브젝트를 향해 나가는 광을 "터닝"시키기 위해 사용될 수 있다.[00453]
After
[00454]
도 19j를 참조하면, 몇몇 아치형의 렌즈릿 어레이들(616, 620, 622)이 눈에 대해 포지셔닝되고, 공간 감쇠기 어레이(618)가 초점/이미지 평면에 포지셔닝되도록 구성되어서, 그것은 눈(58)과 초점이 맞춰질 수 있다. 제 1 어레이(616) 및 제 2 어레이(620)는, 어그리게이트에서, 실세계로부터 눈으로 통과되는 광이 본질적으로 제로 파워 텔레스코프를 통과되도록 구성된다. 도 19j의 실시예는 개선된 광학 보상을 위해 활용될 수 있는 렌즈릿들의 제 3 어레이(622)를 도시하지만, 일반적인 경우는 이러한 제 3 층을 요구하지 않는다. 위에서 논의된 바와 같이, 뷰잉 광학의 직경인 텔레스코픽 렌즈들을 갖는 것은, 원하지 않게 큰 형태 팩터를 생성할 수 있다(눈들의 정면에서 다수의 작은 세트들의 쌍안경을 갖는 것과 다소 유사함).[00454]
Referring to Figure 19j, a number of
[00455]
전체적인 기하학적 구조를 최적화하는 하나의 방식은, 도 19j에 도시된 바와 같이 렌즈들을 더 작은 렌즈릿들로 분할함으로써 렌즈들의 직경을 감소시키는 것이다(즉, 하나의 단일의 큰 렌즈보다는 렌즈들의 어레이). 동공에 인입하는 빔들이 적절한 렌즈릿들을 통해 정렬됨을 보장하기 위해(그렇지 않으면 시스템은 분산, 에일리어싱, 및/또는 초점의 결여와 같은 광학 문제들을 겪을 수 있음), 눈(58) 둘레를 방사상으로 또는 아치형으로 랩핑하는 렌즈릿 어레이들(616, 620, 622)이 도시된다. 따라서, 렌즈릿들 모두는 "내향 발굽형으로(toed in)" 배향되고 눈(58)의 동공에 포인팅되고, 시스템은, 광선들이 동공으로 가는 도중에 의도하지 않은 세트들의 렌즈들을 통해 전파되는 시나리오들의 회피를 용이하게 한다.[00455]
One way to optimize the overall geometry is to reduce the diameter of the lenses by dividing the lenses into smaller lenslets as shown in Figure 19j (i.e., an array of lenses rather than a single large lens). (Or the system may experience optical problems such as lack of dispersion, aliasing, and / or focus), to ensure that the beams that enter the pupil are aligned through appropriate lenslets, Arranged
[00456]
도 19k-19n을 참조하면, 가상 또는 증강 현실 변위 시나리오에서 암시야의 표현을 돕기 위해 다양한 소프트웨어 접근방식들이 활용될 수 있다. 도 19k를 참조하면, 증강 현실에 대한 통상의 까다로운 시나리오가, 텍스처링된 카페트(624) 및 비-균일 배경 건축학적 피쳐들(626)과 함께 도시되며(632), 그 양쪽 모두는 밝게-컬러링된다. 도시된 흑색 상자(628)는, 3-차원 인지를 위해 하나 또는 그 초과의 증강 현실 피쳐들이 사용자에게 표현될 디스플레이의 영역을 표시하고, 흑색 상자에서, 예컨대, 사용자가 참여하는 증강 현실 게임의 부분일 수 있는 로봇 크리처(630)가 표현된다. 도시된 예에서, 로봇 캐릭터(630)는 어둡게-컬러링되며, 이는, 특히 이러한 예시적 시나리오를 위해 선택된 배경과 함께, 3-차원 인지에서 까다로운 표현을 만든다.[00456]
Referring to Figures 19k-19n, various software approaches may be utilized to assist in the representation of darkfields in virtual or augmented reality displacement scenarios. Referring to Figure 19k, a typical tricky scenario for an augmented reality is shown (632) with
[00457] 위에서 간략하게 논의된 바와 같이, 암시야 증강 현실 오브젝트를 표현하기 위한 주요한 난제들 중 하나는, 시스템이 일반적으로 "어둠"을 추가하거나 또는 색깔로 두드러지게 나타낼 수 없다는 것이며; 일반적으로 디스플레이는 광을 추가하도록 구성된다. 따라서, 도 19l을 참조하면, 암시야 인지를 향상시키기 위한 임의의 특화된 소프트웨어 처리들 없이, 증강 현실 뷰에서의 로봇 캐릭터의 표현은, 표현에서 본질적으로 평평한 흑색이 될 로봇 캐릭터의 부분들이 가시적이지 않고, 일부 밝은 부분을 가질 로봇 캐릭터의 부분들(이를테면, 로봇 캐릭터의 어깨의 총의 밝게-채색된 커버)만이 겨우 가시적인(634) ― 이들은, 다른 정상 배경 이미지에 대한 거의 유사한 밝은 그레이스케일 혼란을 나타낼 것임 ― 장면을 초래한다.[00457] As discussed briefly above, one of the major challenges for representing dark field augmented reality objects is that the system can not generally add "darkness" or display colorfully; In general, the display is configured to add light. Thus, with reference to Figure 191, the representation of a robot character in an augmented reality view, without any specialized software processes to improve ambiguity, is not that portions of the robot character that would be essentially flat black in the representation are not visible , Only parts of the robot character that will have some bright areas (such as the bright-colored cover of the gun character's shoulder) are only visible (634) - they have almost similar bright gray scale confusion for other normal background images - will result in a scene.
[00458]
도 19m을 참조하면, 소프트웨어-기반 글로벌 감쇠 처리를 사용하는 것(선글라스 하나를 디지털적으로 착용하는 것과 유사함)은, 로봇 캐릭터에 대한 향상된 가시성을 제공하는데, 그 이유는 현재 더 어두운 것으로 나타나는(640) 공간의 나머지에 비해 거의 흑색인 로봇 캐릭터의 밝기가 효과적으로 증가되기 때문이다. 또한 도 19m에 도시되는 것은, 디지털적으로-추가된 광 헤일로(light halo)(636)이며, 광 헤일로(636)는 배경으로부터 현재-더-가시적인 로봇 캐릭터 형상들(638)을 향상 및 구분하기 위해 추가될 수 있다. 헤일로 처리를 이용시, 평평한 흑색으로 표현될 로봇 캐릭터의 부분들조차도, 로봇 캐릭터 둘레에 표현되는 "아우라(aura)" 또는 백색 헤일로에 대한 대비로 가시적이게 된다.[00458]
Referring to Figure 19 (m), using software-based global attenuation processing (similar to digitally wearing one sunglass) provides improved visibility of the robot character, 640) space, the brightness of the robot character, which is almost black, is effectively increased. Also shown in FIG. 19M is a digitally-added
[00459] 바람직하게, 헤일로는, 3-차원 공간에서 로봇 캐릭터의 초점 거리 뒤에 있는, 인지되는 초점 거리로 사용자에게 표현될 수 있다. 암시야를 표현하기 위해, 위에서 설명된 것들과 같은 단일 패널 가림 기법들이 활용되는 구성에서, 광 헤일로는 가림을 동반할 수 있는 어두운 헤일로에 매칭되는 강도 그레디언트로 표현될 수 있어서, 암시야 효과의 가시성도 최소화된다. 게다가, 헤일로는 추가의 구분 효과를 위해, 표현되는 헤일로 조명 뒤의 배경에 대해 흐리게 표현될 수 있다. 비교적 밝은-컬러링된 배경의 컬러 및/또는 밝기를 적어도 부분적으로 매칭시킴으로써, 더 교묘한 아우라 또는 헤일로 효과가 생성될 수 있다.[00459] Preferably, the halo can be represented to the user in a three-dimensional space, with the recognized focal distance behind the focal distance of the robot character. To represent darkness, in configurations where single panel occlusion techniques, such as those described above, are utilized, the light halo can be represented by a intensity gradient that matches the dark halo that can accompany the occlusion so that the visibility effect Is minimized. In addition, the halo can be blurred for the background behind the halo illumination being rendered, for additional segmentation effects. By at least partially matching the color and / or brightness of the relatively light-colored background, a more subtle aura or halo effect can be created.
[00460]
도 19n을 참조하면, 로봇 캐릭터의 어두운 인토네이션 중 일부 또는 모두는, 배경에 대한 추가의 구분 효과 및 로봇의 비교적 우수한 시각화(642)를 제공하기 위해 어둡고 차가운 청색들로 변경될 수 있다.[00460]
19n, some or all of the dark intonations of the robot character may be changed to dark and cool blue colors to provide a further segmentation effect on the background and a relatively
[00461] 이를테면, 도 15a-15d 및 도 19i를 참조하여, 웨지-형상 도파관들이 위에서 설명되었다. 웨지-형상 도파관을 이용시, 동일-평면 상에 있지 않은 표면들 중 하나로부터 광선이 바운스될 때마다, 그것은 각도 변화를 획득하고, 이는 궁극적으로, 표면들 중 하나에 대한 그것의 접근 각도가 임계 각도를 지나갈 때, 내부 전반사를 나가는 광선을 초래한다. 터닝 필름들은, 플레이에서의 기하학적 또는 인체공학적 이슈들에 따라, 나가는 빔들이 사출 표면에 거의 수직하는 궤적으로 떠나가도록, 나가는 광을 재지향시키기 위해 사용될 수 있다.[00461] For example, with reference to Figs. 15A-15D and 19i, wedge-shaped waveguides have been described above. When using a wedge-shaped waveguide, each time a light beam is bounced from one of the surfaces that are not on the co-planar surface, it acquires an angle change, which ultimately causes its approach angle to one of the surfaces to reach a critical angle , It causes a ray to go out of the total internal reflection. The turning films can be used to redirect the outgoing light so that the outgoing beams leave a trajectory nearly perpendicular to the injection surface, depending on the geometrical or ergonomic issues in the play.
[00462] 예컨대, 도 15c에 도시된 바와 같이, 웨지-형상 도파관에 이미지 정보를 주입하는 디스플레이들의 어레이 또는 시리즈를 이용시, 웨지-형상 도파관은 웨지로부터 나오는 각도-바이어스된 광선들의 미세-피칭된 어레이를 생성하도록 구성될 수 있다. 다소 유사하게, 눈이 포지셔닝되는 어디에나, 디스플레이 패널의 정면에서의 특정한 눈 포지션에 대해 고유한 복수의 상이한 빔릿들 또는 빔들에 의해 눈이 히트되도록, 공간에 단일 픽셀을 표현하기 위해, 명시야 디스플레이, 또는 가변 파면 생성 도파관, 양쪽 모두가 다수의 빔릿들 또는 빔들을 생성할 수 있음이 위에서 논의되었다.[00462] For example, as shown in FIG. 15C, using an array or series of displays to inject image information into a wedge-shaped waveguide, a wedge-shaped waveguide may be used to create a micro-pitched array of angle- Lt; / RTI > More specifically, to represent a single pixel in space such that the eye is hit by a plurality of different beamlets or beams that are unique to a particular eye position at the front of the display panel everywhere the eye is positioned, Or variable wavefront generating waveguides, both of which can generate multiple beamlets or beams.
[00463] 명시야 디스플레이들의 맥락에서 위에서 추가로 논의된 바와 같이, 복수의 뷰잉 존들이 주어진 동공 내에 생성될 수 있고, 각각은 상이한 초점 거리에 대해 사용될 수 있고, 어그리게이트는 가변 파면 생성 도파관의 것과 유사한 또는 실제였던 뷰잉되는 오브젝트들의 현실의 실제 광학적 물리학과 유사한 인지를 생성한다. 따라서, 다수의 디스플레이들을 가진 웨지-형상 도파관은 명시야를 생성하기 위해 활용될 수 있다. 이미지 정보를 주입하는 디스플레이들의 선형 어레이를 가진 도 15c의 실시예와 유사한 실시예에서, 나가는 광선들의 팬이 각각의 픽셀에 대해 생성된다. 이러한 개념은, 다수의 선형 어레이들이, 웨지-형상 도파관으로의 모든 주입 이미지 정보에 대해 스택되는 실시예에서 확장될 수 있으며(일 변형에서, 하나의 어레이가 웨지-형상 도파관 면에 대해 하나의 각도로 주입할 수 있는 한편, 제 2 어레이는 웨지-형상 도파관 면에 대해 제 2 각도로 주입할 수 있음), 이러한 경우, 사출 빔들은 웨지로부터 2개의 상이한 축들에서 팬 아웃된다.[00463] As discussed further above in the context of bright field displays, a plurality of viewing zones may be created in a given pupil, each of which may be used for a different focal length, and the aggate may be similar to that of a variable wavefront- Creating a perception similar to the actual optical physics of the reality of the objects being viewed. Thus, a wedge-shaped waveguide with multiple displays can be utilized to create a bright field. In an embodiment similar to the embodiment of Figure 15C with a linear array of displays for injecting image information, a fan of outgoing rays is generated for each pixel. This concept allows a plurality of linear arrays to be extended in a stacked embodiment for all implant image information to a wedge-shaped waveguide (in one variant, one array is angled with respect to the wedge- The second array can be injected at a second angle relative to the wedge-shaped waveguide plane), in which case the injection beams are fan out from the wedge on two different axes.
[00464] 따라서, 이러한 구성은 수많은 상이한 각도들에서 분사되는 복수의 빔들을 생성하기 위해 활용될 수 있고, 이러한 구성 하에서 각각의 빔이 개별 디스플레이를 사용하여 드라이빙된다는 사실로 인해, 각각의 빔은 개별적으로 드라이빙될 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 또는 그 초과의 어레이들 또는 디스플레이들은, 이를테면, 웨지-형상 도파관에 비해 내부 전반사 구성에 주입된 이미지 정보를 구부리기 위해 회절 광학을 사용함으로써, 도 15c에 도시된 것 이외의 웨지-형상 도파관의 사이드들 또는 면들을 통해 이미지 정보를 웨지-형상 도파관에 주입하도록 구성될 수 있다.[00464] Thus, this configuration can be utilized to generate a plurality of beams that are projected at a number of different angles, and due to the fact that each beam under this configuration is driven using a separate display, each beam is individually driven . In other embodiments, one or more of the arrays or displays may be configured to use a diffraction optics to bend the image information injected into the total internal reflection configuration, such as wedge-shaped waveguides, - to inject image information into the wedge-shaped waveguide through the sides or faces of the shape waveguide.
[00465] 다양한 반사기들 또는 반사 표면들은 또한, 웨지-형상 도파관으로부터 광을 아웃결합 및 관리하기 위해 이러한 웨지-형상 도파관 실시예와 협력하여 활용될 수 있다. 일 실시예에서, Z-축 델타가 또한 3-차원 정보를 웨지-형상 도파관에 주입하기 위한 수단으로서 개발될 수 있도록, 상이한 디스플레이들 및 어레이들의 스태거링(기하학적 및/또는 시간적)을 용이하게 하기 위해, 웨지-형상 도파관으로의 입구 애퍼처 또는 도 15c에 도시된 것 이외의 상이한 면을 통한 이미지 정보의 주입이 활용될 수 있다. 3-차원보다 더 큰 어레이 구성의 경우, 다양한 디스플레이들은, 더 고차원의 구성들을 획득하기 위해 스태거링을 이용하여 다수의 스택들의 다수의 에지들에서 웨지-형상 도파관에 진입하도록 구성될 수 있다.[00465] Various reflectors or reflective surfaces can also be utilized in conjunction with such a wedge-shaped waveguide embodiment to out-couple and manage light from the wedge-shaped waveguide. In one embodiment, the staggering (geometric and / or temporal) of the different displays and arrays is facilitated so that the Z-axis delta can also be developed as a means for injecting three-dimensional information into the wedge-shaped waveguide , An injection aperture into the wedge-shaped waveguide or injection of image information through different surfaces other than those shown in Fig. 15C can be utilized. For larger array configurations than three-dimensional, the various displays can be configured to enter wedge-shaped waveguides at multiple edges of multiple stacks using staggering to obtain higher dimensional configurations.
[00466]
도 20a를 참조하면, 도 8h에 도시된 구성과 유사한 구성이 도시되며, 도파관(646)은 중간에 샌드위치된 회절 광학 엘리먼트(648; 또는 위에서 언급된 바와 같은 "DOE")를 갖는다(대안적으로, 위에서 설명된 바와 같이, 회절 광학 엘리먼트는 도시된 도파관의 전면 또는 후면 상에 상주할 수 있음). 광선은 프로젝터 또는 디스플레이(644)로부터 도파관(646)에 진입할 수 있다. 일단 도파관(646)에서, 광선이 DOE(648)를 가로지를 때마다, 광선의 부분이 도파관(646)으로부터 나간다. 위에서 설명된 바와 같이, DOE는, 도파관(646)의 길이에 걸친 사출 조도가 다소 균일하도록 설계될 수 있다(예컨대, 제 1의 이러한 DOE 교차점은 광의 약 10%가 나가게 하도록 구성될 수 있고; 그 다음으로, 제 2 DOE 교차점은 나머지 광의 약 10%가 나가게 하도록 구성될 수 있어서, 81%가 통과되는 등등이고; 다른 구현에서 DOE는 도파관의 길이에 걸쳐 더 균일한 사출 조도를 준비하기 위해 그것의 길이를 따라 가변 회절 효율, 이를테면, 선형으로-감소되는 회절 효율을 갖도록 설계될 수 있음).[00466]
Referring to Fig. 20A, a configuration similar to that shown in Fig. 8H is shown, wherein the
[00467]
단부에 도달하는 나머지 광을 추가로 분산시키기 위해(그리고 일 실시예에서는, 뷰-투-세계 투명도 시각(view-to-the-world transparency perspective)에서 바람직할 비교적 낮은 회절 효율 DOE의 선택을 허용하기 위해), 하나의 또는 양쪽 단부들에 반사 엘리먼트(650)가 포함될 수 있다. 게다가, 도 20b의 실시예를 참조하면, (예컨대, 파장-선택적인 박막 다이크로익 코팅을 포함하는) 도시된 바와 같은 도파관의 길이에 걸쳐 세장형 반사기(652)를 포함함으로써 추가의 분산 및 보존이 달성될 수 있고; 바람직하게 이러한 반사기는 뜻하지 않게 (뷰어에 의해 활용되지 않을 방식으로 나가기 위해 실세계(144)를 향해 다시) 상향으로 반사되는 광을 차단할 것이다. 일부 실시예들에서, 이러한 세장형 반사기는 사용자에 의한 "고스팅(ghosting)" 효과 인지에 기여할 수 있다.[00467]
(And in one embodiment, permitting the selection of a relatively low diffraction efficiency DOE that would be desirable in a view-to-the-world transparency perspective) to further disperse the remaining light reaching the end The
[00468]
일 실시예에서, 이러한 고스팅 효과(ghosting effect)는, 도 20c에 도시된 바와 같이, 광이 눈(58)을 향해 빠져나갈 때까지, 도파관 어셈블리의 길이에 걸쳐 바람직하게 실질적으로 균등하게 분배되는 방식으로 광이 주위를 이동하는 것을 유지하도록 설계된, 반사 구성을 순환시키는 이중-도파관(dual-도파관; 646, 654)을 가짐으로써 제거될 수 있다. 도 20c를 참조하면, 광은 프로젝터 또는 디스플레이(644)를 이용해 주입될 수 있고, 광이 제 1 도파관(654)의 DOE(656)에 걸쳐 이동함에 따라, DOE(656)는, 광의 바람직하게 실질적으로 균일한 패턴을 눈(58)을 향해 배출한다; 제 1 도파관에 남은 광은 제 1 반사기 어셈블리(660)에 의해 제 2 도파관(646) 내로 반사된다. 일 실시예에서, 제 2 도파관(646)은 DOE를 갖지 않도록 구성될 수 있고, 이로써, 제 2 도파관(646)은 단지, 남은 광을 제 2 반사기 어셈블리를 사용하여 다시 제 1 도파관으로 운송하거나 재순환시킨다.[00468]
In one embodiment, this ghosting effect is preferably distributed substantially evenly over the length of the waveguide assembly, as shown in Figure 20C, until the light exits the
[00469]
다른 실시예에서(도 20c에 도시된 바와 같이), 제 2 도파관(646)은 또한, 3-차원적 인식을 위한 초점의 제 2 평면을 제공하기 위해, 이동하는 광의 파편들을 균일하게 배출하도록 구성된 DOE(648)를 가질 수 있다. 도 20a 및 20b의 구성들과 달리, 도 20c의 구성은, 광이 도파관을 한 방향으로 이동하도록 설계되는데, 이는, DOE를 갖는 도파관을 통해 뒤로 광을 통과시키는 것과 관련된 상기 언급된 고스팅 문제를 회피한다. 도 20d를 참조하면, 광을 재순환시키기 위해 도파관의 단부들에서 거울 또는 박스 형태의 반사기 어셈블리(660)를 갖는 것 대신에, 더 작은 역반사기들(662)의 어레이, 또는 역반사 재료가 활용될 수 있다.[00469]
In another embodiment (as shown in Figure 20C), the
[00470]
도 20e를 참조하면, 광이 디스플레이 또는 프로젝터(644)에 의해 주입된 후에, 바닥에 도달하기 전에 광이 도파관(646)을 여러 번 앞뒤로 가로지르도록, 샌드위칭된 DOE(648)를 갖는 도파관(646)을 통해 광이 "스네이킹(snake)"하며 내려가게 하기 위해, 도 20c의 실시예의 광 재순환 구성들 중 일부를 활용하는 실시예가 도시되는데, 바닥 지점에서는, 추가적인 재순환을 위해, 광이 상부 레벨로 다시 위로 재순환될 수 있다. 그러한 구성은 광을 재순환시키고 눈(58)을 향해 광을 빠져나가게 하기 위한 상대적으로 낮은 회절 효율 DOE 엘리먼트들의 사용을 용이하게 할뿐만 아니라, 도 8k에 관하여 설명된 것과 유사한 대형 사출 동공 구성을 제공하기 위해, 광을 분배한다.[00470]
20E, after light is injected by the display or
[00471]
도 20f를 참조하면, 스캐닝 또는 다른 것인 입력 프로젝션(106)이 프리즘의 범위 내에 유지되기 때문에 ― 이는, 그러한 프리즘의 기하학적 형상이 상당히 제한적이 된다는 것을 의미함 ― 내부 전반사 없이(즉, 프리즘이 도파관으로 여겨지지 않고) 입사 광이 종래의 프리즘 또는 빔 스플리터 기판(104)을 따라 반사기(102)로 주입되는, 도 5a의 구성과 유사한 예시적인 구성이 도시된다. 다른 실시예에서, 도파관은 도 20f의 단순한 프리즘 대신에 활용될 수 있고, 이는, 기하학적인 융통성을 더 제공하기 위해 내부 전반사의 사용을 용이하게 한다.[00471]
20F, scanning or
[00472] 상기 설명된 다른 구성들은 유사한 조작들 및 광을 위한 도파관들의 포함으로부터 이익을 얻도록 구성된다. 예컨대, 다시 도 7a를 참조하면, 도 7a에서 예시된 일반적인 개념은, 실제 세계로부터 광을 보는 것을 용이하게 하도록 또한 설계된 구성에서, 도파관 내로 주입된 시준된 이미지는 눈을 향하여 밖으로 전달되기 전에 재포커싱될 수 있다는 것이다. 도 7a에 도시된 굴절 렌즈 대신에, 회절 광학 엘리먼트가 가변 초점 엘리먼트로서 사용될 수 있다.[00472] Other configurations described above are configured to benefit from the inclusion of waveguides for similar operations and light. For example, referring again to FIG. 7A, the general concept illustrated in FIG. 7A is that, in a configuration also designed to facilitate viewing light from the real world, the collimated image injected into the waveguide is refocused . Instead of the refractive lens shown in Fig. 7A, a diffractive optical element can be used as the variable focus element.
[00473] 다시 도 7b를 참조하면, 더 작은 경로(도파관을 통한 내부 전반사)와 더 큰 경로(본래의 도파관, 및 주 도파관과 보조 도파관 사이에서 굴절률들이 실질적으로 매칭되는 모드로 액정이 스위칭되는 액정 격리 영역을 포함하는 하이브리드 도파관을 통한 내부 전반사) 사이에 제어 가능한 액세스 토글링을 가지고 서로 상에 적층된 다수의 층들을 갖는 상황의 다른 도파관 구성이 예시되고, 이로써, 경로가 취해지는 프레임-바이-프레임 기초 상에서 제어기가 튜닝할 수 있다. 니오브산 리튬과 같은 고속 스위칭 전기-활성 재료들은, 기가헤르츠 레이트에서 그러한 구성을 이용하여 경로 변경들을 용이하게 하고, 이는, 광의 경로를 픽셀-바이-픽셀 기반으로 변경하는 것을 허용한다.[00473] Referring again to FIG. 7B, a liquid crystal isolation region in which the liquid crystal is switched in a mode in which refractive indexes substantially match between a smaller path (total internal reflection through the waveguide) and a larger path (the original waveguide, and the main waveguide and the auxiliary waveguide) Another total waveguide configuration in a situation having multiple layers stacked on top of each other with controllable access toggling between the total reflection through the hybrid waveguide included, The controller can be tuned. High-speed switching electro-active materials, such as lithium niobate, facilitate such path changes using such a configuration at gigahertz rates, which allows to alter the path of light on a pixel-by-pixel basis.
[00474] 다시 도 8a를 참조하면, 렌즈 및 도파관 엘리먼트들이 정적일 수 있는 다중초점 구성을 보여주기 위해, 약한 렌즈들과 페어링된 도파관들의 스택이 예시된다. 도파관과 렌즈의 각각의 쌍은 내장된 DOE 엘리먼트(도 8a의 구성와 밀접한 유사성으로, 정적일 수 있거나, 또는 동적일 수 있음)를 갖는, 도 8i를 참조하여 설명된 것과 같은 도파관으로 기능적으로 대체될 수 있다.[00474] Referring again to FIG. 8A, a stack of waveguides paired with weak lenses is illustrated to show a multi-focal configuration in which the lens and waveguide elements may be static. Each pair of waveguide and lens may be functionally replaced with a waveguide as described with reference to Figure 8i, with the built-in DOE element (which may be static in close similarity to the configuration of Figure 8a, or may be dynamic) .
[00475]
도 20g를 참조하면, 렌즈(662) 및 프로젝터 또는 디스플레이(664)와 같은 다른 컴포넌트들로부터 광을 수신하기 위해 잠망경 유형의 구성에서 거울 또는 반사기(102)를 유지하는 데에 투명 프리즘 또는 블록(104; 즉, 도파관이 아님)이 활용되는 경우, 시야는 그러한 반사기(102; 반사기가 더 클수록, 시야가 더 넓음)의 크기에 의해 제한된다. 따라서, 그러한 구성에서 더 큰 시야를 갖기 위해, 더 큰 반사기를 유지하도록 더 두꺼운 기판이 필요할 수 있다; 그렇지 않으면, 도 8o, 8p, 및 8q를 참조하여 설명되는 바와 같이, 기능적인 시야를 증가시키기 위해, 복수의 반사기들 집합체의 기능성이 활용될 수 있다. 도 20h를 참조하면, 각각이 디스플레이 또는 프로젝터(644; 또는 다른 실시예에서는, 단일 디스플레이의 멀티플렉싱)로 공급되고 배출 반사기(668)를 갖는 평판 도파관들(666)의 스택(664)은, 더 큰 단일 반사기의 기능을 향하여 집합하기 위해 활용될 수 있다. 일부 경우들에서 배출 반사기들은 동일한 각도일 수 있거나, 또는 다른 경우들에서는, 동일한 각도가 아닐 수 있으며, 이는 어셈블리에 대한 눈(58)의 포지셔닝에 따른다.[00475]
20G, a transparent prism or block 104 (not shown) is used to hold a mirror or
[00476]
도 20i는 관련된 구성을 예시하고, 여기서, 각각의 평판 도파관들(670, 672, 674, 676, 678)의 반사기들(680, 682, 684, 686, 688)은 서로로부터 오프셋되며, 각각은, 렌즈(690)를 통해 전송될 수 있는, 프로젝터 또는 디스플레이(644)로부터의 광을 흡수하여, 궁극적으로, 각각의 평판 도파관들(670, 672, 674, 676, 678)의 반사기들(680, 682, 684, 686, 688)에 의해 광이 눈(58)의 동공(45)으로 빠져나가는 데에 기여한다. 장면에서 보여질 것으로 예상될 모든 각도들의 총 범위를 생성할 수 있는 경우(즉, 바람직하게 키 시야에서 블라인드 스폿들이 없는 경우), 그러면 유용한 시야가 달성된다. 상기 설명된 바와 같이, 눈(58)은 적어도, 어떤 각도의 광선들이 눈에 들어오는지에 기초하여 기능하고, 이는 시뮬레이팅될 수 있다. 광선들은 동공에서의 공간에서 정확히 동일한 점을 통과할 필요가 없다 ― 대신에, 광선들은 단지, 동공을 통과하여 망막에 의해 감지될 필요가 있다. 도 20k는, 광이 제로 파워 망원경을 통과하는 것처럼, 어셈블리를 통해 실제 세계(144)로부터 광을 기능적으로 통과시키기 위해 광학 어셈블리의 쉐이딩된 부분이 보상 렌즈로서 활용될 수 있는 변형을 예시한다.[00476]
Figure 20i illustrates a related configuration wherein the
[00477]
도 20j를 참조하면, 상기 언급된 광선들 각각은 또한, 내부 전반사에 의해 적절한 도파관(670, 672)을 통해 반사되는 상대적으로 넓은 빔일 수 있다. 반사기(680, 682) 패시트 크기는, 어떤 것이, 빠져나가는 빔의 폭이 될 수 있는 지를 결정할 것이다.[00477]
Referring to Figure 20J, each of the above-mentioned rays may also be a relatively wide beam reflected through
[00478]
도 20l을 참조하면, 반사기의 추가적인 분할이 도시되고, 여기서, 복수의 작은 직선형 각도 반사기들이, 도파관 또는 그러한 반사기들의 스택(696)을 통해서 모여서, 대략적으로 포물선의 반사 표면(694)을 형성할 수 있다. 렌즈(690)를 통해서와 같이, 디스플레이들(644; 또는, 예컨대, 단일 MUXed 디스플레이)로부터 들어오는 광은, 눈(58)의 동공(45)의 동일한 공유된 초점을 향해 모두 지향된다.[00478]
With reference to Figure 20l, an additional segmentation of the reflector is shown wherein a plurality of small linear angular reflectors are gathered through a waveguide or stack of
[00479]
다시 도 13m을 참조하면, 디스플레이들의 선형 어레이(378)는 광을 공유된 도파관(376) 내로 주입한다. 다른 실시예에서, 도 13m의 실시예와 유사한 기능성을 제공하기 위해 단일 디스플레이는 진입 렌즈들의 시리즈로 멀티플렉싱될 수 있고, 진입 렌즈들은 도파관을 통해 이어지는, 광선들의 평행한 경로들을 생성한다.[00479]
Referring again to FIG. 13M, a linear array of
[00480] 광 전파를 위해 내부 전반사에 의존하는 종래의 도파관 접근법에서, 시야는 제한되는데, 이는, 오직 특정한 각도 범위의 광선들만이 도파관을 통해 전파되기 때문이다(다른 광선들은 빠져나갈 수 있다). 일 실시예에서, 적색/녹색/청색(or “RGB”) 레이저라인 반사기가 평판 표면들의 한쪽 또는 양쪽 단부들에 위치되는 경우, 오직 특정 파장들에 대해서만 매우 반사적이고 다른 파장들에 대해서는 반사성이 좋지 않은 얇은 필름 간섭 필터와 유사하게, 광 전파의 각도들의 범위를 기능적으로 증가시킬 수 있다. 미리 결정된 위치들에서 광이 빠져나가는 것을 허용하기 위해, (코팅이 없는)윈도우들이 제공될 수 있다. 또한, (반사 엘리먼트와 다소 유사하게, 특정 입사 각도들에 대해서만 매우 반사적인)방향 선택성을 갖기 위해, 코팅이 선택될 수 있다. 그러한 코팅은 도파관의 더 큰 평면들/사이들과 가장 관련될 수 있다.[00480] In the conventional waveguide approach, which relies on total internal reflection for light propagation, the field of view is limited because only light rays in a particular angular range propagate through the waveguide (other rays can escape). In one embodiment, when a red / green / blue (or " RGB ") laser line reflector is located at one or both ends of the plate surfaces, it is highly reflective only for certain wavelengths and poorly reflective for other wavelengths Similar to non-thin film interference filters, the range of angles of light propagation can be functionally increased. To allow light to escape at predetermined locations, windows (without coating) may be provided. Also, in order to have directional selectivity (which is highly reflective only for certain angles of incidence, somewhat similar to reflective elements), a coating may be selected. Such a coating can be most related to the larger planes / spaces of the waveguide.
[00481]
다시 도 13e를 참조하면, 스캐닝 섬유 디스플레이에 대한 변형이 논의되었는데, 이는 스캐닝 얇은 도파관 구성으로 간주될 수 있고, 이로써, 복수의 매우 얇은 평판 도파관들(358)은, 다양한 주입된 빔들이 내부 전반사에 의해 통과하도록 오실레이팅될 수 있거나 진동될 수 있으며, 구성은, 진동 엘리먼트들(358)의 엣지들 밖으로 빠져나가는 빔들의 선형 어레이를 기능적으로 제공할 것이다. 도시된 구성은, 투명한 호스트 매체 또는 기판(356)에서 대략 5개의 외부로-돌출된 평판 도파관 부분들(358)을 갖지만, 이는, 바람직하게 상이한 굴절률을 갖고, 이로써, 광은 궁극적으로, 외부로-돌출된 평판 도파관 부분들(358)을 피딩하는, 각각의 기판-범위의 더 작은 도파관들 내의 내부 전반사에 머무를 것이다(도시된 실시예에서, 광을 외부를 향해 바운싱하는 데에 평판형, 곡선형, 또는 다른 반사기가 활용될 수 있는 포인트에서 각각의 경로에 90도 턴이 존재한다).[00481]
Referring again to FIG. 13E, a variation on a scanning fiber display has been discussed, which can be viewed as a scanning thin waveguide configuration, whereby a plurality of very
[00482]
외부로-돌출된 평판 도파관 부분들(358)은, 기판(356)의 진동 운동을 따라서 그룹으로, 또는 개별적으로 진동될 수 있다. 그러한 스캐닝 운동은 수평 스캐닝을 제공할 수 있고, 수직 스캐닝의 경우, 어셈블리의 입력(360) 양태(즉, 수직 축으로 스캐닝하는 하나 또는 그 초과의 스캐닝 섬유 디스플레이들)가 활용될 수 있다. 따라서, 스캐닝 섬유 디스플레이의 변형이 제시된다.[00482]
Outwardly-projecting
[00483]
다시 도 13h를 참조하면, 도파관(370)은 명시야를 생성하는 데에 활용될 수 있다. 인식의 관점에서 광학적 무한대와 연관될 수 있는 시준된 빔들과 함께 도파관들이 최상으로 동작하는 상태에서, 초점에 계속 맞는 모든 빔들은 인식의 불편함을 야기할 수 있다(즉, 눈은, 원근조절에 따라서 굴절식 블러에서 뚜렷한 차이를 만들지 않는다; 다시 말해서, 0.5mm 또는 그 미만과 같은 협소한 직경의 시준된 빔릿들(beamlets)은 눈의 원근조절/수렴 시스템을 개방 루프하여, 불편함을 야기한다).[00483]
Referring again to FIG. 13H, the
[00484] 일 실시예에서, 콘 빔릿들의 개수가 나오는 단일 빔이 피딩될 수 있지만, 진입하는 빔의 도입 벡터가 변화되는 경우(즉, 도파관에 대해 프로젝터/디스플레이에 대한 빔 주입 위치를 측방향으로 시프팅하는 경우), 빔이 눈을 향하여 지향될 때, 도파관으로부터 빔이 빠져나가는 곳을 제어할 수 있다. 따라서, 협소한 직경의 시준된 빔들의 묶음을 생성하는 것에 의해, 명시야를 생성하는 데에 도파관을 사용할 수 있고, 그러한 구성은 눈에서의 원하는 인식과 연관될 광 파면의 실제 변화에 의존하지 않는다.[00484] In one embodiment, a single beam out of the number of cone beamlets can be fed, but if the incoming vector of the incoming beam changes (i. E., Shifting the beam injection position relative to the projector / , It is possible to control where the beam escapes from the waveguide when the beam is directed towards the eye. Thus, by creating a bundle of collimated beams of narrow diameter, a waveguide can be used to create a bright field, and such a configuration does not depend on the actual change in optical wavefront to be associated with the desired recognition in the eye .
[00485] 각이 지게 그리고 측방향으로 다양한 빔릿들의 세트가 도파관 내로 주입되는 경우(예컨대, 다중 코어 섬유를 사용하고 각각의 코어를 개별적으로 구동하는 것에 의해; 다른 구성은, 상이한 각도들로 나오는 복수의 섬유 스캐너들을 활용할 수 있다; 다른 구성은, 상부에 렌즈릿 어레이를 구비하는 고-해상도 패널 디스플레이를 활용할 수 있다), 다수의 빠져나가는 빔릿들은 상이한 나가는 각도들 및 나가는 위치들로 생성될 수 있다. 도파관이 명시야를 스크램블링할 수 있기 때문에, 디코딩은 바람직하게 미리 결정된다.[00485] (E.g., by using multi-core fibers and driving each core individually; another configuration is to use a plurality of fiber scanners that come out at different angles, Other configurations may utilize a high-resolution panel display having a lenslet array on top), multiple exit beamlets may be created with different outgoing angles and outgoing positions. Since the waveguide can scramble the bright field, decoding is preferably predetermined.
[00486] 도 20m 및 20n을 참조하면, 수직 축으로 또는 수평 축으로 적층된 도파관 컴포넌트들을 포함하는 도파관(646) 어셈블리(696)가 도시된다. 하나의 모놀리식 평판 도파관을 갖기 보다는, 이러한 실시예들에 대한 개념은, 하나의 도파관 내에 도입된 광이 또한, 내부 전반사에 의해 그러한 도파관에서 광을 아래로 전파하는 것(즉, +X,-X에서 내부 전반사에 의해 Z축을 따라 전파하는 것)에 부가하여, 수직 축(+y, -Y)으로도 내부 전반사되도록, 복수의 더 작은 도파관들(646)을 서로 바로 인접하게 적층하는 것이고, 이로써, 광은 다른 지역들 내로 퍼지지 않는다. 다시 말해서, Z축 전파 동안 내부 전반사가 좌측으로부터 우측으로 그리고 다시 돌아가는 경우, 구성은, 상부 또는 바닥 사이드들을 또한 타격하는 임의의 광을 내부 전반사하도록 셋업될 수 있다; 각각의 층은 다른 층들로부터의 간섭 없이 개별적으로 구동될 수 있다. 각각의 도파관은, 내장되고, 상기 설명된 바와 같이, 도파관의 길이를 따라 미리 결정된 분배로 광을, 미리 결정된 초점 거리 구성(도 20m에서 0.5미터 내지 광학적 무한대의 범위로 도시됨)으로 배출하도록 구성된 DOE(648)를 가질 수 있다.[00486] Referring to Figures 20m and 20n, there is shown a
[00487]
다른 변형에서, 내장된 DOE들을 갖는 도파관들의 매우 조밀한 스택이, 눈의 해부학적 동공의 크기에 걸치도록(즉, 도 20n에 예시된 바와 같이, 컴포지트 도파관의 다수의 층들(698)은 사출 동공을 가로지르도록 요구된다), 생성될 수 있다. 그러한 구성에서, 시준된 이미지를 하나의 파장에 대해, 그리고 그런 다음에, 다음 밀리미터 아래에 위치되어, 도파관들을 통한, 그리고 DOE들에 걸친 내부 전반사 및 DOE들의 결과로서 사출 동공은 다수의 상이한 도파관들로부터 온다는 개념으로, 말하자면, 15미터 멀리서, 등의 초점 거리로부터 오는 물체를 나타내는 발산 파면을 생성하는 부분에 대해 피딩할 수 있다. 따라서 하나의 균일한 사출 동공을 생성하기보다는, 그러한 구성은, 합쳐서, 눈/뇌를 이용하여 상이한 초점 깊이들의 인식을 용이하게 하는 복수의 스트라이프들을 생성한다.[00487]
In another variation, a very dense stack of waveguides with embedded DOEs can be used to span the size of the anatomical pore of the eye (i. E., As illustrated in Figure 20n, where the
[00488] 그러한 개념은, 도 8b-8n에 관해 설명된 것과 같은, 스위칭 가능한/제어 가능한(즉, 상이한 초점 거리들에 대해 스위칭 가능한) 내장된 DOE를 구비한 도파관을 포함하는 구성들로 확장될 수 있고, 이는, 각각의 도파관에 걸친 축에서의 더 효율적인 광 트래핑을 허용한다. 다수의 디스플레이들은 층들 각각에 결합될 수 있고, DOE를 구비한 각각의 도파관은 도파관 자신의 길이를 따라서 광선들을 방출할 것이다. 다른 실시예에서, 내부 전반사에 의존하기 보다는, 레이저라인 반사기는 각도 범위를 증가시키는 데에 사용될 수 있다. 컴포지트 도파관의 층들 사이에서, 전반사를 보장하기 위해, 알루미늄과 같은, 완전히 반사적인 금속화된 코팅이 활용될 수 있거나, 대안적으로, 다이크로익 형태 또는 협소한 밴드 반사기들이 활용될 수 있다.[00488] Such a concept can be extended to configurations including a waveguide with a built-in DOE that is switchable / controllable (i.e., switchable over different focal distances), such as that described with respect to Figures 8b-8n, This allows more efficient optical trapping in the axis across each waveguide. Multiple displays may be coupled to each of the layers, and each waveguide with the DOE will emit rays along the length of the waveguide itself. In another embodiment, rather than relying on total internal reflection, the laser line reflector can be used to increase the angular range. Between the layers of the composite waveguide, a fully reflective metallized coating, such as aluminum, may be utilized to ensure total internal reflection, or alternatively, dichroic or narrow band reflectors may be utilized.
[00489]
도 20o를 참조하면, 전체 컴포지트 도파관 어셈블리(696)는, 개별 도파관들 각각이 동공을 향하여 지향되도록, 눈(58)을 향해 오목하게 곡선형으로 될 수 있다. 다시 말해서, 구성은 더 효율적으로, 동공이 존재할 것 같은 위치를 향해 광을 지향시키도록 설계될 수 있다. 그러한 구성은 또한, 시야를 증가시키는 데에 활용될 수 있다.[00489]
Referring to Figure 20O, the entire
[00490] 도 8l, 8m, 및 8n과 관련하여 상기 논의되었던 바와 같이, 변화 가능한 회절 구성은 한 축에서의 스캐닝을 허용하고, 스캐닝 광 디스플레이와 다소 유사하다. 도 21a는, 도시된 바와 같이, 도파관으로부터 빠져나가는 광(702)의 출구 각도를 변경하기 위해 변경될 수 있는 라이너 그레이팅 항(term)을 구비한 내장된(즉, 내부에 샌드위칭된) DOE(700)를 갖는 도파관(698)을 예시한다. 니오브산 리튬과 같은 고-주파수 스위칭 DOE 재료가 활용될 수 있다. 일 실시예에서, 그러한 스캐닝 구성은 하나의 축에서의 스캐닝을 위한 단독 메커니즘으로 사용될 수 있다; 다른 실시예에서, 스캐닝 구성은 다른 스캐닝 축들과 조합될 수 있고, 더 큰 시야를 생성하는 데에 사용될 수 있다(즉, 정상 시야가 40도라면, 그리고, 선형 회절 피치를 변화시키는 것에 의해 다른 40도에 걸쳐 스티어링할 수 있다면, 시스템에 대한 유효한 사용 가능한 시야는 80도이다).[00490] As discussed above with respect to Figures 8l, 8m, and 8n, the variable diffractive configuration allows scanning in one axis and is somewhat similar to a scanning optical display. Figure 21A shows an embedded (i.e., sandwiched internally) DOE (with a liner grating term) that can be changed to change the exit angle of light 702 exiting the waveguide, 700). ≪ / RTI > High-frequency switching DOE materials such as lithium niobate may be utilized. In one embodiment, such a scanning arrangement can be used as a sole mechanism for scanning in one axis; In other embodiments, the scanning arrangement can be combined with other scanning axes and used to generate a larger field of view (i.e., if the normal field of view is 40 degrees and by changing the linear diffraction pitch, If possible, the available usable view for the system is 80 degrees.
[00491]
도 21b를 참조하면, 종래의 구성에서, 도파관(708)은 LCD 또는 OLED 패널과 같은 패널 디스플레이(704)에 대해 수직으로 위치될 수 있고, 이로써, 빔들은, 텔레비젼 또는 다른 목적들을 위한 가시적인 디스플레이를 제공하기 위해, 스캐닝 구성으로, 도파관(708)으로부터, 렌즈(706)를 통해, 패널(704) 내로 주입될 수 있다. 따라서, 도 21a에 대하여 설명된 구성과 대조적으로, 도파관은 그러한 구성에서 스캐닝 이미지 소스로서 활용될 수 있고, 광의 단일 빔은, 상이한 각도 위치들을 통해 스위핑하기 위해, 스캐닝 섬유 또는 다른 엘리먼트에 의해 조작될 수 있고, 부가적으로, 고-주파 회절 광학 엘리먼트를 사용하여 다른 방향이 스캐닝될 수 있다.[00491]
21B, in a conventional configuration, the
[00492] 다른 실시예에서, 단축 스캐닝 섬유 디스플레이(말하자면, 스캐닝 섬유는 상대적으로 높은 주파수이기 때문에, 패스트 라인 스캔을 스캐닝함)는 패스트 라인 스캔을 도파관 내에 주입하는 데에 사용될 수 있고, 그리고 그런 다음에, 상대적으로 느린 DOE 스위칭(즉, 100 Hz 범위)이, 이미지를 형성하기 위해 다른 축의 라인들을 스캐닝하는 데에 사용될 수 있다.[00492] In another embodiment, a uniaxial scanning fiber display (that is, scanning fibers scanning a fastline scan because it is a relatively high frequency) can be used to inject a fastline scan into the waveguide, and then, , Slow DOE switching (i.e., 100 Hz range) can be used to scan lines of different axes to form an image.
[00493] 다른 실시예에서, 고정된 피치의 그레이팅을 갖는 DOE는, (액정과 같은) 동적인 굴절률을 갖는 전기-활성 재료의 인접한 층과 조합될 수 있고, 이로써, 광은 상이한 각도들로 그레이팅 내에 리다이렉팅될 수 있다. 이는, 도 7b와 관련하여 상기 설명된 기본 다중경로 구성의 애플리케이션이고, 여기서, 도파관으로부터 광선이 방출되는 각도를 변화시키기 위해, 액정 또는 니오브산 리튬과 같은 전기-활성 재료를 포함하는 전기-활성 층은 자신의 굴절률을 변화시킬 수 있다. 선형 회절 그레이팅은, 회절 그레이팅이 고정된 피치로 남을 수 있도록, 도 7b의 구성에 부가될 수 있지만(일 실시예에서, 유리 또는 더 큰 낮은 도파관을 포함하는 다른 재료 내에 샌드위칭됨), 광은, 광이 그레이팅을 타격하기 전에 바이어싱된다.[00493] In another embodiment, a DOE with a fixed pitch of grating can be combined with an adjacent layer of electro-active material having a dynamic refractive index (such as liquid crystal), whereby light is redirected at different angles into the grating . This is an application of the basic multipath configuration described above with reference to Figure 7B where an electro-active layer comprising a liquid crystal or an electro-active material such as lithium niobate, for changing the angle at which light is emitted from the waveguide, Can change its own refractive index. The linear diffraction grating may be added to the configuration of FIG. 7B so that the diffraction grating remains at a fixed pitch (in one embodiment, sandwiched in another material, including glass or a larger lower waveguide) , The light is biased before hitting the grating.
[00494]
도 21c는, 2개의 ?지-형 도파관 엘리먼트들(710, 712)을 특징으로 하는 다른 실시예를 도시하고, 여기서, 2개의 ?지-형 도파관 엘리먼트들(710, 712) 중 하나 또는 그 초과는 전기-활성이어서, 관련된 굴절류이 변화될 수 있다. 엘리먼트들은, ?지들이 매칭 굴절률들을 가질 때, 광이 쌍(모여서, 양쪽의 ?지들이 매칭되는 평판 도파관과 유사하게 수행함)을 통해 내부 전반사되는 반면에, ?지 인터페이스들이 아무런 효과를 갖지 않도록 구성될 수 있다. 그러면, 굴절률들 중 하나가, 미스매치를 생성하도록 변화되는 경우에, ?지 인터페이스(714)에서의 빔 편향이 야기되고, 표면으로부터, 다시 연관된 ?지 내로의 내부 전반사가 존재한다. 그러면, 선형 그레이팅을 구비한 제어 가능한 DOE(716)는, 광이 원하는 출구 각도로 빠져나가 눈에 도달하는 것을 허용하기 위해, ?지의 긴 엣지들 중 하나를 따라 결합될 수 있다.[00494]
Figure 21C illustrates another embodiment featuring two ground-based
[00495] 다른 실시예에서, Bragg 그레이팅과 같은 DOE는, 피치 대 시간, 예컨대, 그레이팅의 기계적 스트레칭에 의해(예컨대, 그레이팅이 탄성 재료 위에 상주하거나 탄성 재료를 포함하는 경우), 2개의 상이한 평면들 상의 2개의 그레이팅들 사이의 모아레 비트 패턴(그레이팅들은 동일하거나 상이한 피치들일 수 있음), 효과 측면에서 그레이팅의 스트레칭과 기능적으로 유사한 그레이팅의 Z-축 운동(즉, 눈에 더 근접하게, 또는 눈으로부터 더 멀어지게), 또는, 활성 그레이팅이 되기 위해 굴절률을 변화시키도록 액정 드롭릿들이 제어 가능하게 활성화될 수 있는 고분자 분산형 액정 접근법을 사용하여 생성된 것과 같은 온 또는 오프로 스위칭될 수 있는 전기-활성 그레이팅들, 대 전압을 턴 오프하고 호스트 매체의 굴절률과 매칭되는 굴절률로 다시 돌아가는 스위치를 허용하는 것을 변화시키도록 구성될 수 있다.[00495] In another embodiment, a DOE, such as a Bragg grating, may be formed by mechanical stretching of the pitch versus time, e.g., grating (e.g., where the grating resides on an elastic material or comprises an elastic material) The moire bit pattern between the gratings (the gratings may be the same or different pitches), Z-axis motion of the grating functionally similar to the stretching of the grating in terms of effect (i.e., closer to the eye, ) Or electro-active gratings that can be switched on or off, such as those created using a polymer dispersed liquid crystal approach, in which liquid crystal droplets can be controlled to vary the refractive index to become active grating , A switch that turns off the high voltage and returns to the refractive index that matches the refractive index of the host medium A may be configured to change to allow.
[00496] 다른 실시예에서, 시간-가변적 그레이팅은, 틸팅된 디스플레이 구성을 생성하는 것에 의한 시야 확장을 위해 활용될 수 있다. 또한, 시간-가변적 그레이팅은 색수차(모든 컬러들/파장들을 동일한 초점에 포커싱하는 것을 실패)를 처리하는 데에 활용될 수 있다. 회절 그레이팅들의 하나의 특성은, 회절 그레이팅들은 빔의 입사 각도 및 파장에 따라 빔을 편향시킬 것이라는 점이다(즉, DOE는 상이한 파장들을 상이한 각도들만큼 편향시킬 것이다: 단일 프리즘이 빔을 빔의 파장 컴포넌트들로 분할할 방식과 다소 유사함).[00496] In another embodiment, the time-varying grating can be utilized for field of view expansion by creating a tilted display configuration. In addition, the time-variable grating can be utilized to handle chromatic aberrations (failure to focus all colors / wavelengths on the same focus). One characteristic of diffraction gratings is that the diffraction gratings will deflect the beam according to the incident angle and wavelength of the beam (i.e., the DOE will deflect the different wavelengths by different angles: a single prism deflects the beam at the wavelength of the beam Which is somewhat similar to the way it is split into components).
[00497] 시야 확장에 부가하여 색수차를 보상하기 위해, 시간-가변적 그레이팅 제어를 사용할 수 있다. 따라서, 예컨대, 상기 설명된 바와 같은 내장된 DOE 유형을 구비한 도파관에서, 원치않는 색수차를 처리하기 위해, DOE는 적색 파장을 녹색 및 청색과 살짝 상이한 위치로 이끌도록 구성될 수 있다. DOE는, 스위칭 온 및 오프하는(즉, 유사하게 아웃바운드 회절될 적색, 녹색, 및 청색을 얻기 위해) 엘리먼트들의 스택을 가지는 것에 의해 시간-가변적일 수 있다.[00497] In order to compensate for chromatic aberration in addition to field expansion, a time-variable grating control can be used. Thus, for example, in a waveguide with an embedded DOE type as described above, the DOE can be configured to direct the red wavelength to a slightly different location from green and blue, in order to handle unwanted chromatic aberrations. The DOE may be time-variable by having a stack of elements to switch on and off (i.e., to obtain red, green, and blue to be similarly outbound diffracted).
[00498]
다른 실시예에서, 시간-가변적 그레이팅은 사출 동공 확장을 위해 활용될 수 있다. 예컨대, 도 21d를 참조하면, 내장된 DOE(720)를 구비한 도파관(718)이, 베이스라인 모드에서, 빠져나가는 빔들 중 어느 것도 타겟 동공(45)에 실제로 진입하지 않도록 ― 사용자가 적절한 픽셀을 놓치도록, 타겟 동공에 대해 포지셔닝될 수 있는 것이 가능하다. 시간-가변적 구성은, 5개의 빠져나가는 빔들 각각을, 그러한 빔들 중 하나가 눈의 동공을 타격하는 것을 더 잘 보장하기 위해, 효과적으로 스캔하도록, 출구 패턴을 측방향으로 시프팅하는 것에 의해 아웃바운드 출구 패턴의 갭들을 채우도록 활용될 수 있다(대시 선들/점선들로 도시됨). 다시 말해서, 디스플레이 시스템의 기능적 사출 동공이 확장된다.[00498]
In another embodiment, a time-variable grating may be utilized for injection pupil expansion. For example, referring to FIG. 21D,
[00499] 다른 실시예에서, 시간-가변적 그레이팅은, 1, 2, 또는 3축 광 스캐닝을 위해 도파관과 함께 활용될 수 있다. 도 21a와 관련하여 설명된 방식과 유사한 방식에서, 빔을 수직 축으로 스캐닝하는 그레이팅뿐만 아니라 수평 축의 스캐닝인 그레이팅에서의 항을 사용할 수 있다. 또한, 도 8b-8n과 관련하여 상기 논의된 바와 같이, 그레이팅의 방사상 엘리먼트들이 포함되는 경우, Z 축으로의 빔의 스캐닝을 가질 수 있고(즉, 눈을 향하여/눈으로부터 멀리), 이러한 스캐닝 전부는 시간 순차적 스캐닝일 수 있다.[00499] In another embodiment, the time-varying grating can be utilized with a waveguide for 1, 2, or 3-axis optical scanning. In a manner analogous to that described in connection with Fig. 21A, terms in the grating, which is scanning the horizontal axis as well as the grating scanning the beam in the vertical axis, can be used. Also, as discussed above with respect to Figures 8b-8n, if radial elements of the grating are included, they can have scanning of the beam in the Z-axis (i.e., toward / away from the eye) May be time sequential scanning.
[00500] 본원에서의 논의들은 전문화된 처리들 및 일반적으로 도파관들과 연결된 DOE들의 사용들과 관련되었음에도 불구하고, DOE의 이러한 사용들 중 많은 것은 DOE가 도파관에 내장되든 내장되지 않든 유용하다. 예컨대, 도파관의 출력은 DOE를 사용하여 개별적으로 조작될 수 있거나; 또는 빔은, 빔이 도파관 내로 주입되기 전에 DOE에 의해 조작될 수 있으며; 또한, 시간-가변적 DOE와 같은 하나 또는 그 초과의 DOE들은, 이하에서 논의되는 바와 같은, 프리폼 광학 구성들에 대한 입력으로서 활용될 수 있다.[00500] Although the discussion herein relates to specialized treatments and the use of DOEs generally associated with waveguides, many of these uses of the DOE are useful whether the DOE is embedded in the waveguide or not. For example, the output of the waveguide can be manipulated individually using DOE; Or the beam can be manipulated by the DOE before the beam is injected into the waveguide; In addition, one or more DOEs such as a time-varying DOE may be utilized as inputs to the preform optical configurations, as discussed below.
[00501] 도 8b-8n과 관련하여 상기 논의된 바와 같이, DOE의 엘리먼트는 원형-대칭 항을 가질 수 있고, 이는, 제어되는 출구 패턴을 생성하기 위해, 선형 항을 이용해 합산될 수 있다(즉, 상기 설명된 바와 같이, 광을 아웃결합하는 동일한 DOE는 또한 광을 포커싱할 수 있다). 다른 실시예에서, DOE 회절 그레이팅의 원형 항은, 적절한 픽셀들을 나타내는 빔들의 초점이 모듈레이팅되도록 변화될 수 있다. 부가적으로, 일 구성은, DOE에서 선형 항을 가질 필요를 없애면서, 제 2/개별 원형 DOE를 가질 수 있다.[00501] As discussed above with respect to Figures 8b-8n, the elements of the DOE may have circular-symmetric terms, which may be summed using a linear term to produce a controlled exit pattern (i.e., , As described above, the same DOE that out-combines the light can also focus the light). In another embodiment, the circular term of the DOE diffraction grating may be varied such that the focus of the beams representing the appropriate pixels is modulated. Additionally, one configuration may have a second / individual circular DOE, eliminating the need to have a linear term in the DOE.
[00502]
도 21e를 참조하면, 내장된 DOE 엘리먼트 없이, 시준된 광을 출력하는 도파관(722), 및 다수의 구성들 간에 스위칭될 수 있는 ― 일 실시예에서, 스위칭 온/오프될 수 있는 그러한 DOE 엘리먼트들의 스택(724)을 갖는 것에 의해 ― 원형-대칭 DOE를 갖는 제 2 도파관을 가질 수 있다(도 21f는 다른 구성을 도시하는데, 여기서, DOE 엘리먼트들의 기능적 스택(728)은, 상기 설명된 바와 같은, 고분자 분산형 액정 엘리먼트들(726)의 스택을 포함할 수 있고, 전압이 인가되지 않으면서, 호스트 매체 굴절률은 액정의 분산형 분자들의 굴절률과 매칭된다; 다른 실시예에서, 니오브산 리튬의 분자들은 더 빠른 반응 시간들을 위해 분산될 수 있다; 전압이 인가되면, 호스트 매체의 어느 한 사이드 상의 투명한 인듐 주석 산화물 층들을 통하는 것과 같이, 분산된 분자들은 굴절률을 변화시키고, 호스트 매체 내에 회절 패턴을 기능적으로 형성한다).[00502]
Referring to FIG. 21E, a
[00503]
다른 실시예에서, 원형 DOE는 초점 모듈레이팅을 위해 도파관의 전면에 계층화될 수 있다. 도 21g를 참조하면, 도파관(722)은 시준된 광을 출력하고, 이는, 다르게 수정되지 않는 한, 광학적 무한대의 초점 깊이와 관련된 것으로 인식될 것이다. 도파관으로부터의 시준된 광은, 동적 초점 모듈레이팅을 위해 사용될 수 있는 회절 광학 엘리먼트(730) 내에 입력될 수 있다 (즉, 빠져나가는 광에 다양한 상이한 초점들을 전달하기 위해, 상이한 원형 DOE 패턴들을 스위칭 온 및 오프할 수 있다). 관련된 실시예에서, 정적인 DOE는 도파관으로부터 빠져나가는 시준된 광을, 특정 유저 애플리케이션에 유용할 수 있는 단일 깊이의 초점로 포커싱하는 데에 사용될 수 있다.[00503]
In another embodiment, the circular DOE may be layered on the front side of the waveguide for focus modulation. Referring to FIG. 21G,
[00504] 다른 실시예에서, 다수의 적층된 원형 DOE들은 부가적인 파워 및 많은 초점 레벨들 ― 상대적으로 적은 개수의 스위칭 가능한 DOE 층들로부터 ― 에 대해 사용될 수 있다. 다시 말해서, 3개의 상이한 DOE 층들은 서로에 대해 다양한 조합들로 스위칭될 수 있다; 스위칭 온 되는 DOE들의 광학 파워들이 부가될 수 있다. 최대 4 디옵터의 범위가 요구되는 일 실시예에서, 예컨대, 제 1 DOE는, 요구되는 전체 디옵터 범위의 절반을 제공하도록 구성될 수 있다(이러한 예에서는, 초점에서 2 디옵터의 변화); 제 2 DOE는 초점에서 1 디옵터 변화를 유도하도록 구성될 수 있다; 그러면 제 3 DOE는 초점에서 1/2 디옵터 변화를 유도하도록 구성될 수 있다. 이러한 3개의 DOE들은, 초점에서 ½, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 및 3.5 디옵터의 변화를 제공하도록, 혼합되고 매칭될 수 있다. 따라서, 상대적으로 광범위한 제어를 얻기 위해, 매우 많은 개수의 DOE들이 요구되지는 않을 것이다.[00504] In another embodiment, multiple stacked circular DOEs can be used for additional power and a number of focus levels-from a relatively small number of switchable DOE layers. In other words, the three different DOE layers can be switched in various combinations with respect to each other; The optical powers of the DOEs to be switched on can be added. In one embodiment where a range of up to 4 diopters is required, for example, the first DOE may be configured to provide half the full diopter range required (in this example, a change of 2 diopters in focus); The second DOE may be configured to induce a 1 diopter change in focus; The third DOE can then be configured to induce a 1/2 diopter change in focus. These three DOEs can be mixed and matched to provide a variation of ½, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, and 3.5 diopters in focus. Therefore, in order to obtain a relatively wide range of control, a very large number of DOEs would not be required.
[00505]
일 실시예에서, 스위칭 가능한 DOE 엘리먼트들의 행렬은 스캐닝, 시야의 확장, 및/또는 사출 동공 확장을 위해 활용될 수 있다. 일반적으로 DOE들의 상기 논의들에서, 전형적인 DOE는 모두 온되거나 모두 오프되는 것으로 가정했다. 일 변형에서, DOE(732)는 복수의 기능적인 서브섹션들로 재분할될 수 있고(도 21h에서 엘리먼트(734)로 레이블링된 것과 같이), 그러한 서브섹션들 각각은 바람직하게, 온 또는 오프되도록 독자적으로 제어 가능하다(예컨대, 도 21h를 참조하면, 각각의 서브섹션은 인듐 주석 산화물의 그 자신의 세트에 의해, 또는 다른 제어 리드 재료, 다시 중앙 제어기로의 전압 애플리케이션 리드들(736)에 의해 작동될 수 있다). DOE 패러다임에 대한 제어의 이러한 레벨을 고려하면, 부가적인 구성들이 용이해진다.[00505]
In one embodiment, the matrix of switchable DOE elements may be utilized for scanning, field of view expansion, and / or exit pupil expansion. In general, in the above discussions of DOEs, it was assumed that a typical DOE would be all on or all off. In one variation, the
[00506]
도 21i를 참조하면, 내장된 DOE(740)를 구비한 도파관(738)은, 도파관의 전면에 포지셔닝된 사용자 눈을 이용하여, 상부에서 아래로 보일 수 있다. 주어진 픽셀은 도파관 내로 들어오는 빔으로서 나타내질 수 있고, 빔들의 세트로서 도파관으로부터 나오는 회전 패턴에 의해 빔이 빠져나올 때까지 내부 전반사된다. 회절 구성에 따라서, 빔들은 평행하게/시준되어 나올 수 있거나(편의상, 도 21i에 도시된 바와 같이), 초점 거리를 광학적 무한대보다 가깝게 나타낼 경우, 발산 팬 구성으로 나올 수 있다.[00506]
21i,
[00507]
도시된 평행한 나가는 빔들의 세트는, 예컨대, 도파관을 통해 관측되는 바와 같은, 실세계에서 사용자가 보고 있는 것의 가장 먼 좌측 픽셀을 표현할 수 있으며, 최우측 극단으로 벗어나는 광은 평행한 나가는 빔들의 상이한 그룹일 것이다. 실제로, 위에 설명된 바와 같은 DOE 서브섹션들의 모듈식 제어에 대해, 사용자의 동공을 능동적으로 어드레싱할 가능성이 있는 빔들의 작은 서브세트를 생성 및 조작하는데 더 많은 컴퓨팅 리소스 또는 시간을 소비할 수 있다(즉, 다른 빔들은 결코 사용자 눈에 도달하지 않고, 사실상 낭비되기 때문임). 따라서, 도 21j를 참조하면, 도파관(738) 구성이 도시되며, 여기서, 사용자의 동공(45)을 어드레싱할 가능성이 있는 것으로 간주되는 DOE(744)의 2개의 서브섹션들(740, 742)만이 활성화된다. 바람직하게는, 하나의 서브섹션은, 다른 서브섹션이 일 방향으로 광을 지향시키고 있는 경우, 동시에 다른 방향으로 광을 지향시키도록 구성될 수 있다.[00507]
The set of parallel outgoing beams shown may represent the farthest left pixel of the one the user is viewing in the real world, e.g., as seen through a waveguide, and the light deviating to the right extreme may represent a different group of parallel outgoing beams would. In fact, for modular control of DOE subsections as described above, more computing resources or time may be spent in creating and manipulating small subsets of beams that are likely to actively address the user's pupil That is, other beams never reach the user's eyes and are effectively wasted). 21J,
[00508]
도 21k는, DOE(732)의 2개의 독립적으로 제어된 서브섹션들(734, 746)의 직교 뷰를 도시한다. 도 21l의 상단 뷰를 참조하면, 그러한 독립적 제어는 광을 스캐닝 또는 포커싱하기 위해 사용될 수 있다. 도 21k에 도시된 구성에서, 스캐닝하고, 시야를 증가시키고, 그리고/또는 사출 동공 영역을 증가시키기 위해, 3개의 독립적으로 제어된 DOE/도파관 서브섹션들(750, 752, 754)의 어셈블리(748)가 사용될 수 있다. 그러한 기능은, 그러한 독립적인 제어가능한 DOE 서브섹션들을 갖는 단일 도파관 또는 부가적인 복잡도를 위한 그들의 수직 스택으로부터 발생할 수 있다.[00508]
Figure 21k shows an orthogonal view of two independently controlled
[00509] 일 실시예에서, 원형 DOE가 방사상으로-대칭적이도록 제어가능하게 스트레칭될 수 있으면, 회절 피치는 변조될 수 있고, DOE는, 아날로그 타입의 제어를 갖는 튜닝가능한 렌즈로서 이용될 수 있다. 다른 실시예에서, 스트레치의 단일 축(예컨대, 선형 DOE 항의 각을 조정하기 위한 것임)이 DOE 제어에 대해 이용될 수 있다. 추가로, 다른 실시예에서, 드럼 헤드와 유사한 멤브레인은, 시간에 걸쳐 Z-축 제어 및 초점 변경을 제공하는 Z-축에서의 (즉, 눈 쪽으로의/눈으로부터 멀어지는) 진동 운동을 통해 진동될 수 있다.[00509] In one embodiment, if the circular DOE can be controllably stretched radially-symmetrically, the diffraction pitch can be modulated and the DOE can be used as a tunable lens with analog type control. In another embodiment, a single axis of the stretch (e.g., for adjusting the angle of the linear DOE term) may be used for DOE control. Additionally, in other embodiments, a membrane similar to the drum head may be vibrated through oscillatory motion in the Z-axis (i.e., away from / in the eye) that provides Z-axis control and focus change over time .
[00510]
도 21m을 참조하면, 도파관(722)으로부터 시준된 광을 수신하고 그것을 활성화된 DOE들의 부가적인 파워들에 기초하여 재포커싱하는 몇몇 DOE들(756)의 스택이 도시된다. DOE들의 선형 및/또는 방사상 항들은, 도파관으로부터 비롯되는 그리고 바람직하게는 사용자 눈 쪽으로 나가는 광에 대해 (타일형 디스플레이 구성들 또는 확장된 시야와 같은) 다양한 처리들을 제공하기 위해, 프레임 순차적 기반과 같이 시간에 걸쳐 변조될 수 있다. 위에 설명된 바와 같이, DOE 또는 DOE들이 도파관 내에 임베딩되는 구성들에서는, 실세계로부터 통과되는 광에 대한 투과도를 최대화하기 위해 낮은 회절 효율성이 요구되고, DOE 또는 DOE들이 임베딩되지 않는 구성들에서는, 높은 회절 효율성이 요구될 수 있다. 일 실시예에서, 선형 및 방사상 DOE 항들 둘 모두가 도파관 외부에서 결합될 수 있고, 그러한 경우에서, 높은 회절 효율성이 요구될 것이다.[00510]
21m, there is shown a stack of
[00511] 도 21n을 참조하면, 도 8q에서 위에 논의된 것들과 같은 세그먼트화된 또는 포물선형 반사기가 도시된다. 복수의 더 작은 반사기들을 결합시킴으로써 세그먼트화된 반사기를 달성하기 보다는, 일 실시예에서, 서브섹션에 의해 제어가능하도록 자신의 각각의 섹션에 대해 상이한 위상 프로파일들을 갖는 DOE를 갖춘 단일 도파관으로부터 동일한 기능이 초래할 수 있다. 다시 말해서, 전체 세그먼트화된 반사기 기능은 함께 턴 온 또는 턴 오프될 수 있지만, 일반적으로, DOE는 공간 내의 동일한 영역(즉, 사용자의 동공) 쪽으로 광을 지향시키도록 구성될 수 있다.[00511] Referring to Figure 21n, segmented or parabolic reflectors such as those discussed above in Figure 8q are shown. Rather than achieving a segmented reflector by combining a plurality of smaller reflectors, in one embodiment, the same function from a single waveguide with a DOE with different phase profiles for each of its sections is controllable by the subsection . In other words, the entire segmented reflector function can be turned on or off together, but in general, the DOE can be configured to direct light towards the same area in space (i.e., the user's pupil).
[00512]
도 22a-22z를 참조하면, "자유형 광학"으로서 알려져 있는 광학 구성들이 전술된 문제들 중 특정한 것에 이용될 수 있다. 용어 "자유형"은 일반적으로, 구형, 포물선형, 또는 원통형 곡선 렌즈들이 기하학적 제약들과 같은 설계 복잡도를 충족하지 않는 상황들에서 이용될 수 있는 임의적 곡선형 표면들에 대하여 사용된다. 예컨대, 도 22a를 참조하면, 사용자가 거울을 통해 (그리고 또한 종종 렌즈(760)를 통해) 보는 경우의 디스플레이(762) 구성들에 대한 공통적인 문제들 중 하나는, 시스템의 최종 렌즈(760)에 대하는(subtend) 영역에 의해 시야가 제한된다는 것이다.[00512]
Referring to Figures 22A-22Z, optical configurations known as "free-form optics" can be used for certain of the problems described above. The term "free form" is generally used for arbitrary curved surfaces that can be used in situations where spherical, parabolic, or cylindrical curved lenses do not meet design complexity such as geometric constraints. For example, referring to FIG. 22A, one of the common problems with
[00513]
도 22b를 참조하면, 더 간단하게 말해서, 몇몇 렌즈 엘리먼트들을 포함할 수 있는 디스플레이(762)를 갖는 경우, 시야가 디스플레이(762)에 대하는 각보다 더 클 수 없게 되는 간단한 관계가 존재한다. 도 22c를 참조하면, 이러한 문제는, 실세계로부터의 광이 또한 광학 시스템을 통과하는 것이 가능한 증강 현실 경험을 가지려 시도하는 경우 악화될 수 있으며, 이는, 그러한 경우에서, 종종 반사기(764)가 존재하기 때문인데, 반사기는 렌즈(760)에 대해, 반사기를 끼워 넣음으로써 눈으로부터 렌즈에 획득되기 위한 전체 광학 경로 길이가 증가되는 것을 유발하고, 이는 각을 더 엄격하게 하고 시야를 감소시킨다.[00513]
Referring to Figure 22B, there is a simple relationship that, more simply, with a
[00514] 이것을 고려해 볼 때, 시야를 증가시키기를 원하면 렌즈의 크기를 증가시켜야 하지만, 그것은, 인체공학적 시각에서 사용자의 이마 쪽으로 물리적 렌즈를 미는 것을 의미할 수 있다. 추가로, 반사기는 더 큰 렌즈로부터의 광 전부를 캐치하지 않을 수 있다. 따라서, 인간 머리의 기하학적 구조에 의해 부과되는 현실적인 제한이 존재하며, 그것은 일반적으로, 종래의 시-스루 디스플레이들 및 렌즈들을 사용하여 40도 초과의 시야를 획득하는 것에 대한 문제이다.[00514] With this in mind, if you want to increase the field of view, you have to increase the size of the lens, but that can mean pushing the physical lens from the ergonomic point of view towards the user's forehead. Additionally, the reflector may not catch all of the light from the larger lens. Thus, there are practical limitations imposed by the geometry of the human head, which in general is a problem with obtaining visibility greater than 40 degrees using conventional see-through displays and lenses.
[00515] 자유형 렌즈들에 대해, 위에 설명된 바와 같은 표준 평판 반사기를 갖기 보다는, 결합된 반사기 및 렌즈(파워를 가짐)(즉, 곡선형 반사기(766))를 갖는데, 이는, 곡선형 렌즈 기하학적 구조가 시야를 결정한다는 것을 의미한다. 도 22d를 참조하면, 도 22c를 참조하여 위에 설명된 바와 같은 종래의 패러다임의 우회형 경로 길이 없이, 주어진 광학 요건들의 세트에 대해 자유형 어레인지먼트가 상당히 더 큰 시야를 실현하는 것이 가능하다.[00515] (I.e., curved reflector 766), rather than having a standard flat plate reflector as described above, for free-form lenses, because the curved lens geometry has a field of view . ≪ / RTI > 22D, it is possible for a free-form arrangement to realize a significantly greater field of view for a given set of optical requirements, without the conventional paradigm bypass path length as described above with reference to FIG. 22C.
[00516]
도 22e를 참조하면, 통상적인 자유형 광학은 3개의 활성 표면들을 갖는다. 도 22e를 참조하면, 하나의 통상적인 자유형 광학(770) 구성에서, 광은, 평면 패널 디스플레이(768)와 같은 이미지 평면으로부터 제 1 활성 표면(772)으로 자유형 광학을 향하여 지향될 수 있는데, 제 1 활성 표면은 통상적으로, 송신된 광을 굴절시키고 초점 변경을 부과하는 1차 투과성 자유형 표면이다(예컨대, 부가된 무비점 수차, 제 3 표면으로부터의 최종 바운스가 매칭/반대 무비점 수차를 부가할 것이고, 바람직하게는 이들이 취소되기 때문임). 인입 광은 제 1 표면으로부터 제 2 표면(774)으로 지향될 수 있으며, 여기서, 광으로 하여금 내부 전반사 하에서 제 3 표면(776) 쪽으로 반사되게 하기에 충분히 얕은 각으로 충돌할 수 있다.[00516]
Referring to Figure 22E, typical free-form optics have three active surfaces. 22E, in one conventional free-form optical 770 configuration, light can be directed from the image plane, such as the
[00517] 제 3 표면은, 도 22e에 도시된 바와 같이, 제 2 표면을 통해 벗어나는 광을 눈 쪽으로 바운싱하도록 구성되는, 반도금, 임의적-곡선형 표면을 포함할 수 있다. 따라서, 도시된 통상적인 자유형 구성에서, 광은 제 1 표면을 통해 들어오고, 제 2 표면으로부터 바운싱되고, 제 3 표면으로부터 바운싱되며, 그리고 제 2 표면을 통해 밖으로 지향된다. 제 2 표면이 제 1 패스에 대한 필요한 반사 속성들 뿐만 아니라 광이 눈 쪽으로 나가는 경우의 제 2 패스에 대한 굴절 속성들을 갖기 위한 최적화로 인해, 단순한 구형 또는 포물선형보다 더 높은 차수의 형상들을 갖는 다양한 곡선형 표면들이 자유형 광학 내에 형성된다.[00517] The third surface may comprise a semi-plated, random-curved surface configured to bounce light out through the second surface toward the eye, as shown in Figure 22E. Thus, in the typical freeform configuration shown, light enters through the first surface, bounces from the second surface, bounces from the third surface, and is directed out through the second surface. Due to the optimization of the second surface to have the necessary reflective properties for the first pass as well as the refractive properties for the second pass when the light goes out into the eye, a variety of shapes with a simpler spherical or parabolic shape Curved surfaces are formed in the free-form optics.
[00518]
도 22f를 참조하면, 광학 어셈블리의 총 두께가 실질적으로 두께에서 균일하도록 그리고 바람직하게는 증강 현실 구성에서 실세계(144)로부터 인입되는 광에 대한 확대 없이, 보상 렌즈(780)가 자유형 광학(770)에 부가될 수 있다.[00518]
Referring to Figure 22F, the
[00519]
도 22g를 참조하면, 자유형 광학(770)은, 특정한 제약들 내에서 캡쳐된 광의 내부 전반사를 가능하게 하도록 구성되는 도파관(778)과 결합될 수 있다. 예컨대, 도 22g에 도시된 바와 같이, 광은, 평면 패널 디스플레이와 같이 이미지 평면으로부터 자유형/도파관 어셈블리로 지향될 수 있으며, 광이 곡선형 자유형 표면에 부딪히고 사용자 눈 쪽으로 벗어날 때까지 도파관 내에서 내부 전반사될 수 있다. 따라서, 광은, 자유형 웨지 부분에 도달할 때까지 내부 전반사로 수 차례 바운싱한다.[00519]
Referring to Figure 22G, the free-
[00520] 그러한 어셈블리에 대한 주요 목적들 중 하나는, 더 큰 시야에 대해 (내부 전반사를 가능하게 하고 그리고 또한 추가적인 보상 없이 어셈블리를 통한 세계를 보는 것을 가능하게 하기 위해) 가급적 균일한 두께를 유지하면서 광학 어셈블리가 길어지게 시도하기 위한 것이다. 도 22h는, 도 22h의 구성이 또한 두께 균일성을 추가로 확장하고 그리고 추가적인 보상 없이 어셈블리를 통해 세계를 보는 것을 돕기 위한 보상 렌즈 부분을 특징으로 한다는 점을 제외하고는 도 22g의 것과 유사한 구성을 도시한다.[00520] One of the main objectives for such an assembly is to ensure that the optical assembly maintains a uniform thickness as much as possible (to enable total internal reflection and also to allow viewing the world through the assembly without additional compensation) It is to try to lengthen. 22H shows a configuration similar to that of FIG. 22G, except that the configuration of FIG. 22H also features a compensating lens portion for further extending thickness uniformity and helping to view the world through the assembly without additional compensation Respectively.
[00521]
도 22i를 참조하면, 다른 실시예에서, 자유형 광학에 대해 통상적으로 사용되는 것과 상이한 위치에서 이미지 정보의 주입을 가능하게 하도록 구성되는 하부 좌측 코너에서 작은 평면 표면 또는 제 4 면(784)을 갖는 자유형 광학(782)이 도시된다. 입력 디바이스(786)는, 예컨대, 매우 작은 출력 기하학적 구조를 갖도록 설계될 수 있는 스캐닝 섬유 디스플레이를 포함할 수 있다. 제 4 면은, 예컨대 평판 또는 자유형 표면 기하학적 구조들의 사용에 의해, 그 자체로서 다양한 기하학적 구조들을 포함할 수 있고, 자신 고유의 굴절력을 가질 수 있다.[00521]
Referring to Figure 22i, in another embodiment, a free surface having a small planar surface or
[00522]
도 22j를 참조하면, 실제로 그러한 구성은 또한, 광을 다시 제 2 표면으로 지향시키기 위한 제 1 표면에 따른 반사 코팅(788)을 특징으로 할 수 있으며, 제 2 표면은 이후 광을 제 3 표면으로 바운싱하고, 제 3 표면은 제 2 표면을 통해 밖으로 그리고 눈(58)으로 광을 지향시킨다. 이미지 정보의 주입을 위한 제 4 작은 표면의 부가는, 더 조밀한 구성을 가능하게 한다. 전형적인 자유형 입력 구성 및 스캐닝 섬유 디스플레이(790)가 이용되는 실시예에서, 몇몇 렌즈들(792, 794)은, 스캐닝 섬유 디스플레이로부터의 출력을 사용하여 이미지 평면(796)을 적절하게 형성하도록 요구될 수 있는데, 이들 하드웨어 컴포넌트들은 바람직하지 않을 수 있는 가외의 벌크(extra bulk)를 부가한다.[00522]
Referring to Figure 22J, in practice such a configuration may also feature a
[00523]
도 22k를 참조하면, 스캐닝 섬유 디스플레이(790)로부터의 광이 이미지 평면(796) 쪽으로 입력 광학 어셈블리(792, 794)를 통과하고, 이후 자유형 광학(770)의 제 1 표면을 통해 제 2 표면에서의 내부 전반사 바운스로 지향되고, 이후 제 3 표면으로부터의 다른 내부 전반사가 제 2 표면을 통해 나가서 눈(58)을 향해 지향되는 광을 초래하는 실시예가 도시된다.[00523]
22K, light from the
[00524] 전체 내부 전반사 자유형 도파관은, 어떠한 반사 코팅들도 없도록(즉, 위에 설명된 웨지-형상과 유사한 방식으로 광이 나가는 포인트인, 표면에 대한 임계 입사 각이 충족될 때까지 광의 전파에 대해 내부 전반사에 의존하도록) 생성될 수 있다. 다시 말해서, 2개의 평판 표면들을 갖는 것이 아니라, 포물선들, 구들, 타원들 등과 같은 원뿔형 곡선들의 세트로부터의 하나 또는 그 초과의 서브-표면들을 포함하는 표면을 가질 수 있다.[00524] The total internal total reflection free-form waveguide is designed so that no reflective coatings are present (i. E., The point at which the light exits in a manner similar to the wedge-shape described above, until the critical angle of incidence on the surface is satisfied) ). In other words, rather than having two flat surface surfaces, it may have a surface that includes one or more sub-surfaces from a set of conical curves such as parabolas, spheres, ellipses, and the like.
[00525]
그러한 구성은, 광학 내의 내부 전반사를 위한 충분히-얕은 각들을 계속 생성할 수 있으며, 그에 따라, 종래의 자유형 광학과 웨지-형상 도파관 사이의 다소 하이브리드인 접근법이 제시된다. 그러한 구성을 갖는 하나의 동기는, 반사 코팅들의 사용으로부터 벗어나기 위한 것이며, 반사 코팅들은 제품 반사를 돕지만, 또한, 실세계(144)를 통해 송신되는 광의 비교적 큰 부분(예컨대, 50%)의 송신을 방지하는 것으로 알려져 있다. 추가로, 그러한 코팅은 또한, 입력 디바이스로부터 자유형 광학으로 들어가는 등가의 양의 광을 차단할 수 있다. 따라서, 반사 코팅들을 갖지 않는 설계들을 개발할 이유들이 존재한다.[00525]
Such a configuration may continue to produce sufficiently-shallow angles for total internal reflection in the optics, thereby providing a somewhat hybrid approach between conventional free-form optics and wedge-shaped waveguides. One motive with such a configuration is to get rid of the use of reflective coatings, and reflective coatings help to refine the product, but also allow transmission of a relatively large portion (e.g., 50%) of the light transmitted through the
[00526]
위에 설명된 바와 같이, 종래의 자유형 광학의 표면들 중 하나는 반도금 반사 표면을 포함할 수 있다. 일반적으로, 그러한 반사 표면은, "중성 밀도(neutral density)"를 가질 것이며, 이는, 반사 표면이 일반적으 모든 파장들을 유사하게 반사할 것임을 의미한다. 스캐닝 섬유 디스플레이가 입력으로서 이용되는 것과 같은 다른 실시예에서, 종래의 반사기 패러다임은 박막 레이저라인 반사기와 같은 파장에 민감한 협대역 반사기로 대체될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 구성은, 특정한 적/녹/파 파장 범위들을 반사하고 다른 파장들에 대해 수동적으로 유지될 수 있고, 이는 일반적으로 광학의 투과도를 증가시킬 것이며, 따라서, 광학을 통한 실세계(144)로부터의 이미지 정보의 송신이 중요한 증강 현실 구성들에 대해 선호될 것이다.[00526]
As described above, one of the surfaces of conventional free-form optics may comprise a semi-reflective surface. In general, such a reflective surface will have a "neutral density ", meaning that the reflective surface will generally reflect all wavelengths similarly. In other embodiments, such as where a scanning fiber display is used as an input, the conventional reflector paradigm may be replaced by a wavelength sensitive narrow band reflector such as a thin film laser line reflector. Thus, in one embodiment, the configuration can reflect specific red / green / wave wavelength ranges and be passively maintained for other wavelengths, which will generally increase the optical transmission, The transmission of image information from the
[00527]
도 22l을 참조하면, 다수의 자유형 광학(770)이 Z 축에서(즉, 실질적으로 눈의 광학 축과 정렬되는 축을 따라) 스택될 수 있는 실시예가 도시된다. 일 변형에서, 3개의 도시된 자유형 광학 각각이 파장-선택적 코팅(예컨대, 하나는 청색에 대해, 다음 것은 녹색에 대해, 다음 것은 적색에 대해 고도로 선택적임)을 가질 수 있음으로써, 이미지들은, 하나의 표면으로부터 반사되는 청색을, 다른 것으로부터 녹색을, 그리고 제 3 표면으로부터 적색을 갖도록 각각에 주입될 수 있다. 그러한 구성은, 예컨대, 색수차 이슈들을 어드레싱하기 위해, 명시야를 생성하기 위해, 또는 기능적 사출 동공 크기를 증가시키기 위해 이용될 수 있다.[00527]
Referring to Figure 22l, an embodiment is shown in which a plurality of free-
[00528]
도 22m을 참조하면, 단일 자유형 광학(798)이 다수의 반사 표면들(800, 802, 804)을 갖는 실시예가 도시되며, 표면들 각각은, 그들의 반사 속성들이 개별적으로 제어될 수 있도록 파장 또는 편광 선택적일 수 있다.[00528]
Referring to Figure 22m an embodiment is shown in which a single free-
[00529]
도 22n을 참조하면, 일 실시예에서, 스캐닝 광 디스플레이들과 같은 다수의 마이크로디스플레이들(786)이 단일 자유형 광학으로 주입되어, (즉, 디스플레이 당 하나의 파장을 반사함으로써) 이미지들을 타일링하거나(그에 의해 증가된 시야를 제공함), 기능적 동공 크기를 증가시키거나, 또는 색수차와 같은 문제들을 어드레싱할 수 있다. 도시된 디스플레이들 각각은, 자유형 광학에 관한 디스플레이들의 상이한 포지셔닝으로 인해 자유형 광학에 걸쳐 상이한 경로를 취할 광을 주입할 것이며, 이는 더 큰 기능적 사출 동공 출력을 제공할 것이다.[00529]
Referring to Figure 22n, in one embodiment, a plurality of
[00530] 일 실시예에서, 스캐닝 섬유 디스플레이들의 패킷 또는 번들은, 스캐닝 섬유 디스플레이를 자유형 광학에 동작가능하게 결합시키는데 있어서의 문제들 중 하나를 극복하기 위한 입력으로서 이용될 수 있다. 스캐닝 섬유 디스플레이 구성에 대한 하나의 그러한 문제는, 개별적인 섬유의 출력이 섬유로부터의 광의 투사각과 마찬가지로 특정 수의 애퍼처 또는 "NA"로 방출된다는 것인데; 궁극적으로 이러한 각은 다양한 광학을 통과하는 빔의 직경을 결정하고, 그리고 궁극적으로 사출 기능적 사출 동공 크기를 결정하며; 따라서, 자유형 광학 구성에 대한 사출 동공 크기를 최대화하기 위해, 예컨대 코어와 클래딩 사이의 최적화된 굴절 관계들을 사용하여 섬유의 NA를 증가시키거나, 또는 위에 설명된 바와 같이, 섬유의 말단에 렌즈(즉, 그레디언트 굴절률 렌즈 또는 "GRIN" 렌즈와 같은 굴절 렌즈)를 배치하거나, 또는 섬유의 말단 내에 그러한 렌즈를 짜 넣을(build into) 수 있거나, 또는 자유형 광학으로 피딩되는 섬유들의 어레이를 생성할 수 있으며, 이러한 경우에서, 번들에서의 그러한 NA들 전부가 작게 유지되고, 사출 동공에서, 큰 사출 동공과 동일한 기능을 집합적으로 형성하는 작은 사출 동공들의 어레이가 생성된다.[00530] In one embodiment, the packet or bundle of scanning fiber displays may be used as an input to overcome one of the problems in operably coupling the scanning fiber display to the free-form optics. One such problem with scanning fiber display configurations is that the output of individual fibers is emitted with a certain number of apertures or "NA" as well as the angle of incidence of light from the fiber; Ultimately, this angle determines the diameter of the beam passing through the various optics and ultimately determines the injection functional exit pupil size; Thus, in order to maximize the exit pupil size for a free-form optical configuration, it is possible to increase the NA of the fiber, for example using optimized refractive relationships between the core and the cladding, or to increase the NA of the fiber, , A refractive index lens such as a gradient refractive index lens or a "GRIN" lens), or may build such a lens into the end of the fiber, or may produce an array of fibers that are free- In such a case, all such NAs in the bundle are kept small and an array of small exit pupils is created in the exit pupil that collectively form the same function as the large exit pupil.
[00531]
대안적으로, 다른 실시예에서, 자유형 광학을 통한 가상 이미지의 시야를 기능적으로 증가시키기 위해 스캐닝 섬유 디스플레이들 또는 다른 디스플레이들의 더 성긴 어레이(즉, 패킷과 같이 엄격하게 번들링되지 않음)가 이용될 수 있다. 도 22o를 참조하면, 다른 실시예에서, 복수의 디스플레이들 또는 디스플레이들(786)이 자유형 광학(770)의 상단을 통해서 주입될 수 있을뿐만 아니라 다른 복수의 디스플레이들(786)이 하부 코너를 통해 주입될 수 있으며, 디스플레이 어레이들은 2-차원 또는 3-차원 어레이들일 수 있다. 도 22p를 참조하면, 다른 관련된 실시예에서, 이미지 정보는 또한 자유형 광학(770)의 사이드(806)로부터도 주입될 수 있다.[00531]
Alternatively, in other embodiments, a sparse array of scanning fiber displays or other displays (i. E., Not strictly bundled like packets) may be used to functionally increase the view of the virtual image via free-form optics have. 22O, in another embodiment, a plurality of displays or displays 786 may be injected through the top of the free-
[00532] 복수의 더 작은 사출 동공들이 기능적으로 더 큰 사출 동공으로 어그리게이팅되는 실시예에서, 스캐닝 섬유들 각각이 단색이도록 선택됨으로써, 주어진 번들 또는 복수의 프로젝터들 또는 디스플레이들 내에 오직 적색 섬유들의 서브그룹, 오직 청색 섬유들의 서브그룹, 및 오직 녹색 섬유들의 서브그룹을 가질 수 있다. 그러한 구성은, 광학 섬유들 내로 광을 가져오기 위한 출력 결합에서의 더 높은 효율성을 가능하게 하는데, 예컨대, 그러한 실시예에서, 적색, 녹색, 및 청색을 동일한 대역 내에 겹칠 필요가 없을 것이다.[00532] In embodiments where a plurality of smaller exit pupils are functionally grafted to a larger exit pupil, each of the scanning fibers is selected to be monochromatic so that only subgroups of red fibers within a given bundle or plurality of projectors or displays, Only a subgroup of blue fibers, and only a subgroup of green fibers. Such a configuration allows for higher efficiency in output coupling to bring light into the optical fibers, e.g., in such an embodiment, there is no need to overlap red, green, and blue within the same band.
[00533]
도 22q-22v를 참조하면, 다양한 자유형 광학 타일링 구성들이 도시된다. 도 22q를 참조하면, 2개의 자유형 광학이 나란히 타일링되고, 스캐닝 광 디스플레이와 같은 각각의 사이드 상의 마이크로디스플레이(786)는 하나의 자유형 광학 웨지가 시야의 각각의 절반을 나타내도록 각각의 사이드로부터의 이미지 정보를 주입하게 구성되는 실시예가 도시된다.[00533]
Referring to Figures 22q-22v, various free-form optical tiling configurations are shown. Referring to Figure 22q, two free-form optics are tiled side-by-side, and a
[00534]
도 22r을 참조하면, 광학 어셈블리를 통한 실세계의 뷰들을 용이하게 하기 위해 보상기 렌즈(808)가 포함될 수 있다. 도 22s는, 자유형 광학 웨지들이 나란히 타일링되어 기능적 시야를 증가시키면서 그러한 광학 어셈블리의 두께를 비교적 균일하게 유지하는 구성을 예시한다.[00534]
Referring to Figure 22r, a
[00535] 도 22t를 참조하면, 스타-형상 어셈블리는, 더 큰 시야 확장을 제공하면서 또한 비교적 얇은 전체 광학 어셈블리 두께를 유지할 수 있는 구성으로 복수의 자유형 광학 웨지들(또한 이미지 정보를 입력하기 위한 복수의 디스플레이들과 함께 도시됨)을 포함한다.[00535] With reference to Figure 22t, the star-shaped assembly includes a plurality of free-form optical wedges (also referred to as a plurality of displays for inputting image information) in a configuration capable of maintaining a relatively thin overall optical assembly thickness, As shown in FIG.
[00536] 타일링된 자유형 광학 어셈블리에 대해, 광학 엘리먼트들은 더 큰 시야를 생성하도록 어그리게이팅될 수 있으며, 위에 설명된 타일링 구성들은 이러한 개념을 다룬다. 예컨대, 2개의 자유형 도파관들이 도 22r에 도시된 것과 같이 눈에 겨냥되는 구성에서, 시야를 증가시키기 위한 여러 방법들이 존재한다. 하나의 옵션은, 자유형 도파관들을 그들의 출력들이 동공의 공간을 공유하거나 또는 동공의 공간에 겹쳐지도록 "토 인(toe in)"하는 것이다(예컨대, 사용자는 좌측 자유형 도파관을 통해 시야의 좌측 절반을 그리고 우측 자유형 도파관을 통해 시야의 우측 절반을 볼 수 있음).[00536] For tiled free-form optical assemblies, the optical elements can be aggatated to produce a larger field of view, and the tiling configurations described above address this concept. For example, in a configuration in which two free-form waveguides are aimed at the eye as shown in Figure 22r, there are several ways to increase the field of view. One option is to "ine" the free-form waveguides such that their outputs share a cavity of the pupil or overlap the cavity of the pupil (eg, the user places the left half of the view through the left free- The right half of the field of view can be seen through the right free-standing waveguide).
[00537] 그러한 구성에 대해, 시야는 타일형 자유형 도파관들을 이용하여 증가되지만, 사출 동공은 크기가 증가하지 않는다. 대안적으로, 자유형 도파관들은, 그들이 그 정도로 많이 토 인되지 않도록, 그래서 그들이 눈의 해부학적 동공에 나란히 있는 사출 동공들을 생성하도록 배향될 수 있다. 일 예에서, 해부학적 동공은 너비가 8 mm일 수 있고, 나란한 사출 동공들 각각은 8 mm일 수 있어서, 기능적 사출 동공은 약 2배만큼 확장된다. 따라서, 그러한 구성은, 확대된 사출 동공을 제공하지만, 사출 동공에 의해 정의되는 "눈 박스(eyebox)" 주변으로 눈이 이동하면, 그 눈은 시야의 부분들을 잃을 수 있다(즉, 그러한 구성의 나란한 속성 때문에, 우측 인입 광 부분 또는 좌측 인입 광 부분 중 어느 하나를 잃음).[00537] For such a configuration, the field of view is increased using tiled free-form waveguides, but the exit pupil does not increase in size. Alternatively, the free-form waveguides may be oriented so that they are not so much burnt, so that they produce exit pupils aligned with the anatomical pores of the eye. In one example, the anatomical cavity may be 8 mm wide and each of the parallel exit pupils may be 8 mm so that the functional exit pupil is expanded by about 2 times. Thus, such a configuration provides an enlarged exit pupil, but if the eye moves around an "eyebox" defined by the exit pupil, the eye may lose portions of the view (i.e., Either due to the side-by-side property, either the right incoming light portion or the left incoming light portion is lost).
[00538] 자유형 광학을 타일링하기 위해 그러한 접근법을 사용하는 실시예에서, 특히 사용자 눈에 관해 Z-축에서, 적색 파장들이 하나의 자유형 광학을 통해 드라이빙될 수 있고, 다른 자유형 광학을 통해 녹색이 그리고 다른 자유형 광학을 통해 청색이 드라이빙될 수 있으며, 그러한 적/녹/청 색수차는 어드레싱될 수 있다. 스택 업된(stacked up) 그러한 구성에 다수의 자유형 광학이 또한 제공될 수 있으며, 이들 각각은 특정한 파장을 어드레싱하도록 구성된다.[00538] In an embodiment using such an approach to tile free-form optics, in particular in the Z-axis with respect to the user's eyes, the red wavelengths can be driven through one free-form optic, , And such red / green / blue aberration can be addressed. A number of free-form optics may also be provided for such a configuration, stacked up, each of which is configured to address a particular wavelength.
[00539] 도 22u를 참조하면, 2개의 반대로-배향된 자유형 광학이 Z-축으로 스택되어 도시된다(즉, 그들은 서로에 관해 뒤집혀 있음). 그러한 구성에 대해, 어셈블리를 통한 세계에 대한 정확한 뷰들을 가능하게 하기 위해 보상 렌즈들이 요구되지 않을 수 있는데, 다시 말해서, 도 22f 또는 도 22r의 실시예에서와 같은 보상 렌즈를 갖는 것이 아니라, 부가적인 자유형 광학이 이용될 수 있으며, 이는 추가로, 광을 눈을로 라우팅하는 것을 도울 수 있다. 도 22v는, 2개의 자유형 광학의 어셈블리가 수직 스택으로서 제시되는 다른 유사한 구성을 도시한다.[00539] Referring to Figure 22u, two oppositely-oriented free-form optics are shown stacked in the Z-axis (i.e., they are inverted with respect to each other). For such a configuration, no compensation lenses may be required to enable accurate views of the world through the assembly, i. E., Without having compensation lenses as in the embodiment of Figs. 22f or 22r, Free-form optics may be used, which may additionally help route light to the eye. Figure 22v shows another similar configuration in which the assemblies of two free-form optics are presented as vertical stacks.
[00540] 자유형 광학에서 하나의 표면이 다른 표면에 간섭하지 않는다는 것을 보장하기 위해, 파장 또는 편광 선택적 반사기 표면들을 사용할 수 있다. 예컨대, 도 22v를 참조하면, 650nm, 530nm, 및 450nm의 형태로 적색, 녹색, 및 청색 파장들이 주입될 수 있을 뿐만 아니라, 620nm, 550nm, 및 470nm의 형태로 적색, 녹색, 및 청색 파장들이 주입될 수 있으며, 그들이 서로에 대해 간섭하지 않도록 상이한 선택적 반사기들이 자유형 광학 각각에서 이용될 수 있다. 유사한 목적을 위해 편광 필터링이 사용되는 구성에서, 특정한 축에서 편광되는 광에 대한 반사/투과 선택도는 변할 수 있다(즉, 이미지들은 반사기 선택도를 갖도록 동작하기 위해 그들이 각각의 자유형 도파관에 전송되기 이전에 사전-편광될 수 있음).[00540] To ensure that one surface in the free-form optics does not interfere with the other surface, either wavelength or polarized selective reflector surfaces can be used. For example, referring to FIG. 22V, not only the red, green, and blue wavelengths can be injected in the form of 650 nm, 530 nm, and 450 nm, but also red, green, and blue wavelengths in the form of 620 nm, 550 nm, and 470 nm And different selective reflectors can be used in each of the free optics so that they do not interfere with each other. In a configuration in which polarization filtering is used for a similar purpose, the reflectance / transmittance selectivity for light polarized in a particular axis may vary (i.e., images are transmitted to each free waveguide to operate to have reflector selectivity Previously pre-polarized).
[00541]
도 22w 및 22x를 참조하면, 복수의 자유형 도파관들이 직렬로 함께 이용될 수 있는 구성들이 예시된다. 도 22w를 참조하면, 광은, 실세계로부터 들어와서, 순차적으로, DLP 시스템으로부터의 DMD와 같은 반사기(810)로 광을 중계하도록 구성될 수 있는 선택적 렌즈(812)를 통해, 픽셀 단위 기반으로 필터링되는 광을 반사하도록 구성될 수 있는 제 1 자유형 광학(770)을 통하여(즉, 위에 설명된 바와 같이, 암시야 인지에 대해서와 같은 실세계의 특정한 엘리먼트들을 차단하는데 가림 마스크가 이용될 수 있음; 위에 설명된 바와 같이, DMD들, LCD들, 강유전성 LOCS들, MEMS 셔터 어레이들 등을 포함하는 적절한 공간적 광 변조기들이 사용될 수 있음), 사용자 눈(28)으로 광을 중계하는 다른 자유형 광학(770)으로 지향될 수 있다. 그러한 구성은, 공간적 광 변조에 대해 종래의 렌즈들을 사용하는 것보다 더 조밀할 수 있다.[00541]
Referring to Figures 22w and 22x, configurations in which a plurality of free waveguides can be used together in series are illustrated. Referring to FIG. 22w, the light is filtered on a pixel-by-pixel basis, via a
[00542]
도 22x를 참조하면, 전체 두께를 최소화되게 유지하는 것이 매우 중요한 시나리오에서, 다른 조밀하게 포지셔닝된 자유형 광학으로 곧바로 광을 바운싱할 수 있도록 고도로-반사성인 하나의 표면을 갖는 구성이 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 2개의 자유형 광학(770) 사이에 선택적 감쇠기(814)가 개재될 수 있다.[00542]
Referring to Figure 22x, in a scenario where it is important to keep the overall thickness to a minimum, a configuration with one highly reflective surface can be used to bounce the light directly to other densely positioned free-form optics. In one embodiment, an
[00543]
도 22y를 참조하면, 자유형 광학(770)이 콘택트 렌즈 시스템의 일 양상을 포함할 수 있는 실시예가 도시된다. 도 22f를 참조하여 설명된 것과 유사한, 소형화된 보상기 렌즈 부분(780)을 갖춘 사용자 눈(58)의 각막에 맞물리는 소형화된 자유형 광학이 도시된다. 신호들은, 예컨대, 자유형 광학과 사용자의 누관(tear duct) 영역 사이에 또는 자유형 광학과 다른 헤드-장착형 디스플레이 구성 사이에 결합되는 테더드(tethered) 스캐닝 섬유 디스플레이를 사용하여, 소형화된 자유형 어셈블리에 주입될 수 있다.[00543]
Referring to Figure 22y, an embodiment is shown in which the free-
[00544] 본 발명의 다양한 예시적인 실시예들이 본원에서 설명된다. 이들 예들에 대한 참조는 비-제한적인 의미로 이루어진다. 이들은 본 발명의 더욱 광범위하게 적용가능한 양상들을 예시하기 위해 제공된다. 본 발명의 진정한 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이, 설명된 본 발명에 대한 다양한 변경들이 이루어질 수 있고, 동등물들이 대체될 수 있다. 부가하여, 특정 상황, 재료, 물질의 조성, 프로세스, 프로세스 동작(들) 또는 단계(들)를 본 발명의 목적(들), 사상, 또는 범위에 적응시키기 위해 많은 수정들이 이루어질 수 있다. 추가로, 당업자들에 의해 인식될 바와 같이, 본 발명들의 범위 또는 사상으로부터 벗어남이 없이, 본원에서 설명 및 예시된 개별적인 변형들 각각은, 다른 여러 실시예들 중 임의의 실시예의 피쳐들과 용이하게 분리 또는 결합될 수 있는 개별 컴포넌트들 및 피쳐들을 갖는다. 모든 이러한 수정들은, 본 개시내용과 연관된 청구항들의 범위 내에 있도록 의도된다.[00544] Various illustrative embodiments of the present invention are described herein. References to these examples are made in a non-limiting sense. These are provided to illustrate more broadly applicable aspects of the present invention. Various changes to the described invention can be made and equivalents can be substituted without departing from the true spirit and scope of the invention. In addition, many modifications may be made to adapt a particular situation, material, composition of matter, process, process operation (s) or step (s) to the object (s), idea, or scope of the present invention. Additionally, as will be appreciated by those skilled in the art, without departing from the scope or spirit of the present invention, each of the individual variations described and illustrated herein can be readily implemented with features of any of the other embodiments Separate components or features that can be separated or combined. All such modifications are intended to be within the scope of the claims herein associated with this disclosure.
[00545] 본 발명은 대상 디바이스들을 사용하여 수행될 수 있는 방법들을 포함한다. 방법들은 이러한 적합한 디바이스를 제공하는 동작을 포함할 수 있다. 이러한 제공은 최종 사용자에 의해 수행될 수 있다. 다시 말해, 대상 방법에서 필수 디바이스를 제공하기 위해, "제공하는" 동작은 단지, 최종 사용자가 획득, 액세스, 접근, 위치지정, 셋-업, 활성화, 파워-업하거나 또는 다른 방식으로 동작할 것을 요구한다. 본원에서 열거된 방법들은, 열거된 순서의 이벤트들에서뿐만 아니라, 논리적으로 가능한 임의의 순서의 열거된 이벤트들에서 수행될 수 있다.[00545] The present invention includes methods that can be performed using target devices. The methods may include operations to provide such suitable devices. This provision can be performed by the end user. In other words, in order to provide the requisite devices in the subject method, the "providing" operation merely requires that the end user acquire, access, access, locate, set up, activate, power up or otherwise operate Demand. The methods listed herein may be performed in enumerated events in any order, logically possible, as well as in enumerated events.
[00546] 재료 선택 및 제조에 관한 세부사항들과 함께, 본 발명의 예시적인 양상들이 위에서 전개되었다. 본 발명의 다른 세부사항들에 대해서와 같이, 이들은 당업자들에 의해 이해되거나 또는 일반적으로 알려져 있을 뿐만 아니라, 위에서-인용된 특허들 및 공보들과 관련하여 인식될 수 있다. 동일한 내용이, 공통으로 또는 논리적으로 사용되는 바와 같은 부가적인 동작들의 관점에서 본 발명의 방법-기반 양상들에 대해 유효할 수 있다.[00546] Along with details on material selection and fabrication, exemplary aspects of the invention have been developed above. As with other details of the present invention, these may be understood by those skilled in the art or may be recognized in connection with the above-cited patents and publications, as well as being generally known. The same content may be valid for the method-based aspects of the present invention in terms of additional operations, such as commonly used or logically used.
[00547] 부가하여, 본 발명이 다양한 피쳐들을 선택적으로 포함하는 여러 예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 본 발명의 각각의 변형에 대하여 고려된 바와 같이 설명되거나 또는 표시된 것으로 제한되지 않을 것이다. 본 발명의 진정한 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이, 설명된 본 발명에 대한 다양한 변경들이 이루어질 수 있고, 등가물들(본원에서 열거되든 또는 어떤 간결성을 위해 포함되지 않든)이 치환될 수 있다. 부가하여, 값들의 범위가 제공되는 경우, 그러한 범위 및 임의의 다른 명시된 또는 그러한 명시된 범위의 중간 값의 상한치와 하한치 사이의 모든 각각의 중간 값이 본 발명 내에 포함된다는 것이 이해된다.[00547] In addition, while the present invention has been described with reference to various examples that selectively include a variety of features, the present invention is not limited to being described or shown as contemplated for each variation of the present invention. Various changes to the described invention can be made without departing from the true spirit and scope of the invention, and equivalents (whether listed herein or not included for the sake of brevity) may be substituted. In addition, it is understood that, where a range of values is provided, all respective intermediate values between such upper and lower limits of such range and any other specified or intermediate range of such specified ranges are encompassed within the present invention.
[00548] 또한, 설명된 본 발명의 변형들의 임의의 선택적 피쳐가 본원에서 설명된 피쳐들 중 임의의 하나 또는 둘 이상과 독립적으로 또는 결합하여 전개 및 청구될 수 있다는 것이 고려된다. 단일 아이템에 대한 참조는 복수의 동일한 아이템들이 존재할 가능성을 포함한다. 더욱 구체적으로, 본원에서 그리고 그에 연관된 청구항들에서 사용된 바와 같이, 단수 표현들("하나의","상기", 및 "그")은 구체적으로 달리 명시되지 않는 한, 복수의 지시 대상들을 포함한다. 다시 말해, 관사들의 사용은 상기 설명뿐만 아니라 본 개시내용과 연관된 청구항들에서 대상 아이템 중 "적어도 하나"를 허용한다. 이러한 청구항들이 임의의 선택적 엘리먼트를 배제하도록 드래프트될 수 있음이 추가로 유의된다. 그러므로, 이러한 서술은, 청구항 엘리먼트들의 열거 또는 "네거티브" 제한의 사용과 관련하여 "오로지", "단지" 등으로서 이러한 배타적 용어의 사용을 위해 선행하는 기초로서 기능하도록 의도된다.[00548] It is also contemplated that any optional features of the described variations of the present invention may be developed and claimed independently or in combination with any one or more of the features described herein. A reference to a single item includes the possibility of a plurality of identical items being present. More specifically, as used herein and in the claims related thereto, the singular forms "a," "the," and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. do. In other words, the use of articles allows for "at least one " of the subject item in the claims above as well as the claims relating to this disclosure. It is further noted that these claims may be drafted to exclude any optional elements. Therefore, such description is intended to serve as a starting basis for the use of such exclusive term as "only "," only ", etc. in connection with the use of the enumeration or "negative"
[00549] 이러한 배타적 용어의 사용 없이, 본 개시내용과 연관된 청구항들에서 용어 "포함하는"은 임의의 부가의 엘리먼트의 포함 ― 주어진 수의 엘리먼트들이 이러한 청구항들에 열거되는지와 무관하게 ― 을 허용하거나, 또는 피쳐의 부가는 이러한 청구항들에서 전개되는 엘리먼트의 특성을 전환하는 것으로서 간주될 수 있다. 본원에서 구체적으로 규정되는 바를 제외하고, 본원에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은, 청구항 타당성을 유지하면서, 가능한 한 넓은, 공통으로 이해되는 의미로서 주어질 것이다.[00549] Without the use of such exclusive terms, the term "comprising" in the claims associated with this disclosure includes any additional elements, whether or not a given number of elements are listed in these claims, May be regarded as diverting characteristics of the elements developed in these claims. Except as specifically defined herein, all technical and scientific terms used herein shall be taken to be as broad as possible, with common sense, while maintaining claim validity.
[00550] 본 발명의 범위는 제공된 예들 및/또는 대상 명세서로 제한되는 것이 아니라, 오히려 본 개시내용과 연관된 청구항 언어의 범위에 의해서만 제한된다.[00550] The scope of the present invention is not limited to the examples provided and / or the subject specification, but rather only by the scope of the claim language associated with the present disclosure.
Claims (878)
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 시간-순차적 방식으로 멀티플렉싱하기 위한 광 소스; 및
상기 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 수신하고, 광을 사출 동공 쪽으로 가변적으로 지향시키기 위한 반사기들의 어레이를 포함하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content,
A light source for multiplexing one or more of the light patterns associated with one or more frames of image data in a time-sequential manner; And
And an array of reflectors for receiving the one or more light patterns and variably directing light toward the exit pupil.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 시간-순차적 방식으로 제공하기 위한 이미지-생성 소스;
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 송신하도록 구성되는 광 변조기;
이미지 정보를 사용자 눈으로 지향시키기 위한 기판 ― 상기 기판은 복수의 반사기들을 하우징함 ―;
이미지 데이터의 제 1 프레임과 연관되는 송신된 광을 제 1 각도로 상기 사용자 눈으로 반사하기 위한 상기 복수의 반사기들 중 제 1 반사기; 및
상기 이미지 데이터의 제 2 프레임과 연관되는 송신된 광을 제 2 각도로 상기 사용자 눈으로 반사하기 위한 제 2 반사기를 포함하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content,
An image-generating source for providing one or more frames of image data in a time-sequential manner;
An optical modulator configured to transmit light associated with one or more frames of the image data;
A substrate for directing image information to a user's eye, the substrate housing a plurality of reflectors;
A first reflector of the plurality of reflectors for reflecting transmitted light associated with a first frame of image data to the user eye at a first angle; And
And a second reflector for reflecting transmitted light associated with a second frame of the image data to the user eye at a second angle.
상기 복수의 반사기들의 반사 각도는 가변적인, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the angle of reflection of the plurality of reflectors is variable.
상기 반사기들은 스위칭가능한, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the reflectors are switchable.
상기 복수의 반사기들은 전자-광학적으로 활성인, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the plurality of reflectors are electronically optically active.
상기 복수의 반사기들의 굴절률은 상기 기판의 굴절률에 매칭하도록 변경되는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the index of refraction of the plurality of reflectors is modified to match the index of refraction of the substrate.
상기 기판과 상기 사용자 눈 사이에 배치되도록 구성가능한 고-주파수 게이팅 층을 더 포함하고,
상기 고-주파수 게이팅 층은 제어가능하게 이동가능한 애퍼처(aperture)를 갖는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.3. The method according to claim 1 or 2,
Further comprising a high-frequency gating layer configurable to be disposed between the substrate and the user eye,
Wherein the high-frequency gating layer has a controllable moveable aperture.
상기 고-주파수 게이팅 층의 상기 애퍼처는, 이미지 데이터가 상기 애퍼처를 통해 반사되는 광을 통해서만 선택적으로 송신되게 하는 방식으로 이동되고,
투과성 빔스플리터 기판의 하나 또는 그 초과의 반사기들이 상기 고-주파수 게이팅 층에 의해 차단되는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the aperture of the high-frequency gating layer is moved in such a way that image data is selectively transmitted only through the light reflected through the aperture,
Wherein one or more reflectors of the transmissive beam splitter substrate are blocked by the high-frequency gating layer.
상기 애퍼처는 LCD 애퍼처인, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the aperture is an LCD aperture.
상기 애퍼처는 MEMs 어레이인, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the aperture is a MEMs array.
상기 제 1 각도는 상기 제 2 각도와 동일한, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the first angle is equal to the second angle.
상기 제 1 각도는 상기 제 2 각도와 상이한, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the first angle is different from the second angle.
광선들의 세트를 노달 포인트(nodal point)를 통해 상기 사용자 눈으로 조종하기 위해 제 1 렌즈를 더 포함하고,
상기 제 1 렌즈는, 제 1 반사기를 나가는 상기 광선들의 세트가 상기 사용자 눈에 도달하기 이전에 상기 제 1 렌즈를 통과하도록 하기 위해서, 상기 기판 상에 그리고 상기 제 1 반사기 앞에 배치되도록 구성가능한, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.3. The method of claim 2,
Further comprising a first lens for steering the set of rays to the user's eye through a nodal point,
Wherein the first lens is configured to be arranged on the substrate and in front of the first reflector so that the set of rays exiting the first reflector passes through the first lens before reaching the user eye, A system for displaying content.
상기 제 1 렌즈를 보상하기 위해 제 2 렌즈를 더 포함하고,
상기 제 2 렌즈는 상기 기판 상에 그리고 상기 제 1 렌즈가 배치되는 사이드의 대향하는 사이드 상에 배치되도록 구성가능하고, 그로 인해서 제로 배율을 유도하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.14. The method of claim 13,
Further comprising a second lens for compensating for the first lens,
Wherein the second lens is configurable to be disposed on the substrate and on the opposite side of the side on which the first lens is disposed, thereby deriving a zero magnification.
상기 복수의 반사기들 중 상기 제 1 반사기는 상기 이미지 데이터와 연관된 광선들의 세트를 상기 사용자 눈에 전달되기 이전에 단일 출력 포인트로 모으기 위해 곡선형 반사 표면인, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the first one of the plurality of reflectors is a curved reflective surface for collecting a set of rays associated with the image data into a single output point prior to being transmitted to the user's eye.
곡선형 반사기는 포물선형 반사기인, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.16. The method of claim 15,
Wherein the curved reflector is a parabolic reflector.
곡선형 반사기는 타원형 반사기인, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.16. The method of claim 15,
Wherein the curved reflector is an elliptical reflector.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 시간-순차적 방식으로 제공하는 단계; 및
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 상기 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 투과성 빔스플리터를 통해 사출 동공으로 반사하는 단계를 포함하고,
상기 투과성 빔스플리터는 광을 상기 사출 동공 쪽으로 가변적으로 지향시키기 위한 복수의 반사기들을 갖는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Providing one or more light patterns associated with one or more frames of image data in a time-sequential manner; And
And reflecting the one or more light patterns associated with one or more frames of the image data through the transmissive beam splitter into the exit pupil,
Wherein the transmissive beam splitter has a plurality of reflectors for variably directing light toward the exit pupil.
상기 복수의 반사기들의 반사 각도는 가변적인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.19. The method of claim 18,
Wherein a reflection angle of the plurality of reflectors is variable.
상기 반사기들은 스위칭가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.19. The method of claim 18,
Wherein the reflectors are switchable.
상기 복수의 반사기들은 전자-광학적으로 활성인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.19. The method of claim 18,
Wherein the plurality of reflectors are electronically optically active.
상기 복수의 반사기들의 굴절률은 기판의 굴절률에 매칭하도록 변경되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.19. The method of claim 18,
Wherein the refractive index of the plurality of reflectors is modified to match the index of refraction of the substrate.
상기 투과성 빔스플리터와 사용자 눈 사이에 고-주파수 게이팅 층을 더 포함하고,
상기 고-주파수 게이팅 층은 제어가능하게 이동가능한 애퍼처를 갖는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.19. The method of claim 18,
Further comprising a high-frequency gating layer between the transmissive beam splitter and the user eye,
Wherein the high-frequency gating layer has a controllably moveable aperture.
상기 고-주파수 게이팅 층의 상기 애퍼처는, 이미지 데이터가 상기 애퍼처를 통해 반사되는 광을 통해서만 선택적으로 송신되게 하는 방식으로 이동되고,
투과성 빔스플리터 기판의 하나 또는 그 초과의 반사기들이 상기 고-주파수 게이팅 층에 의해 차단되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.24. The method of claim 23,
Wherein the aperture of the high-frequency gating layer is moved in such a way that image data is selectively transmitted only through the light reflected through the aperture,
Wherein one or more reflectors of the transmissive beam splitter substrate are blocked by the high-frequency gating layer.
상기 애퍼처는 LCD 애퍼처인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.24. The method of claim 23,
Wherein the aperture is an LCD aperture.
상기 애퍼처는 MEMs 어레이인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.24. The method of claim 23,
Wherein the aperture is a MEMs array.
상기 투과성 빔스플리터를 나가는 광선들의 세트를 노달 포인트를 통해 사용자 눈으로 제 1 렌즈를 통해 조종하는 단계를 더 포함하고,
상기 제 1 렌즈는, 상기 투과성 빔스플리터와 상기 사용자 눈 사이에 배치되도록 구성가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.19. The method of claim 18,
Further comprising manipulating a set of rays exiting the transmissive beam splitter through a first lens with a user's eye through a nodal point,
Wherein the first lens is configurable to be disposed between the transmissive beam splitter and the user eye.
제 2 렌즈를 통해 상기 제 1 렌즈의 효과를 보상하는 단계를 더 포함하고,
상기 제 2 렌즈는 기판 상에 그리고 상기 제 1 렌즈가 배치되는 사이드의 대향하는 사이드 상에 배치되도록 구성가능하고,
보상 렌즈는 외부 환경으로부터의 광의 제로 배율 그로 인해서 제로 배율을 유도하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.28. The method of claim 27,
Further comprising compensating for the effect of the first lens through the second lens,
The second lens being configurable to be disposed on a substrate and on an opposite side of a side on which the first lens is disposed,
Wherein the compensation lens derives a zero magnification of the light from the outside environment thereby resulting in a zero magnification.
상기 복수의 반사기들 중 일 반사기는 상기 이미지 데이터와 연관된 광선들의 세트를 상기 사용자 눈에 전달되기 이전에 단일 출력 포인트로 모으기 위해 곡선형 반사 표면인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.19. The method of claim 18,
Wherein one of the plurality of reflectors is a curved reflective surface for collecting a set of rays associated with the image data to a single output point prior to being transmitted to the user's eye.
곡선형 반사기는 포물선형 반사기인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.30. The method of claim 29,
Wherein the curved reflector is a parabolic reflector.
곡선형 반사기는 타원형 반사기인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.30. The method of claim 29,
Wherein the curved reflector is an elliptical reflector.
투과성 빔스플리터 기판의 복수의 반사기들은 파면(wavefront)을 사용자 눈에 중계하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.19. The method of claim 18,
Wherein the plurality of reflectors of the transmissive beam splitter substrate relay the wavefront to the user's eyes.
상기 파면은 시준된(collimated) 파면인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.33. The method of claim 32,
Wherein the wavefront is a collimated wavefront.
상기 파면은 곡선형 파면인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.33. The method of claim 32,
Wherein the wavefront is a curved wavefront.
상기 시준된 파면은 무한 깊이 평면으로부터 오는 것으로 사용자에 의해 인지되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.34. The method of claim 33,
Wherein the collimated wavefront is perceived by a user as coming from an infinite depth plane.
상기 곡선형 파면은 특정 깊이 평면으로부터 오는 것으로 인지되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.35. The method of claim 34,
Wherein the curved wavefront is perceived as coming from a specific depth plane.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 시간-순차적 방식으로 멀티플렉싱하기 위한 광 소스;
상기 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 수신하기 위한 반사기들의 어레이 ― 상기 반사기들의 어레이는 특정 각도로 배향됨 ―; 및
상기 광 패턴들을 사출 동공 쪽으로 가변적으로 지향시키기 위해 상기 반사기들의 어레이에 결합되는 복수의 광학 엘리먼트들을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
A light source for multiplexing one or more of the light patterns associated with one or more frames of image data in a time-sequential manner;
An array of reflectors for receiving the one or more light patterns, the array of reflectors being oriented at a particular angle; And
And a plurality of optical elements coupled to the array of reflectors for variably directing the light patterns toward the exit pupil.
상기 반사기들의 어레이는 상기 광학 엘리먼트들로부터 분리되어 있는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.39. The method of claim 37,
Wherein the array of reflectors is separate from the optical elements.
상기 반사기들의 어레이는 평면 거울들을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.39. The method of claim 38,
Wherein the array of reflectors comprises planar mirrors.
상기 광학 엘리먼트들은 상기 반사기들의 어레이에 결합되는 렌즈릿들(lenslets)인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.39. The method of claim 38,
Wherein the optical elements are lenslets that are coupled to the array of reflectors.
상기 반사기들의 어레이의 하나 또는 그 초과의 반사기들은 곡선형인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.39. The method of claim 37,
Wherein one or more reflectors of the array of reflectors are curvilinear.
상기 광학 엘리먼트들은 상기 반사기들의 어레이에 통합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.39. The method of claim 37,
Wherein the optical elements are integrated into the array of reflectors.
상기 반사기들은 포물선형 반사기들인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.43. The method of claim 42,
Wherein the reflectors are parabolic reflectors.
상기 반사기들은 타원형 반사기들인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.43. The method of claim 42,
Wherein the reflectors are elliptical reflectors.
상기 복수의 광학 엘리먼트들은 사출 동공을 확장시키는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.43. The method of claim 42,
Wherein the plurality of optical elements extend the exit pupil.
노달 포인트를 통해 사용자 눈으로의 광선들의 세트를 조종하기 위한 제 1 렌즈를 더 포함하고,
상기 제 1 렌즈는, 제 1 반사기를 나가는 상기 광선들의 세트가 상기 사용자 눈에 도달하기 이전에 상기 제 1 렌즈를 통과하도록 하기 위해서, 기판 상에 그리고 상기 제 1 반사기와 상기 사용자 눈 사이에 배치되도록 구성가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.39. The method of claim 37,
Further comprising a first lens for manipulating a set of rays to the user's eye through a nodal point,
Wherein the first lens is arranged on the substrate and between the first reflector and the user eye to allow the set of rays exiting the first reflector to pass through the first lens before reaching the user eye. A system for displaying configurable, virtual content to a user.
상기 제 1 렌즈의 광학 파워를 보상하기 위해 제 2 렌즈를 더 포함하고,
상기 제 2 렌즈는 상기 기판 상에 그리고 상기 제 1 렌즈가 배치되는 사이드의 대향하는 사이드 상에 배치되도록 구성가능하고, 그로 인해서 사용자는 렌즈 스택을 통해 외부 세계의 실질적으로 왜곡되지 않은 뷰(view)를 볼 수 있는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.47. The method of claim 46,
Further comprising a second lens for compensating for the optical power of the first lens,
The second lens is configurable to be disposed on the substrate and on the opposite side of the side on which the first lens is disposed so that the user is able to view a substantially unoriented view of the outside world through the lens stack, And to display the virtual content to the user.
상기 복수의 반사기들은 파장-선택 반사기들을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.39. The method of claim 37,
Wherein the plurality of reflectors comprises wavelength-selective reflectors.
상기 복수의 반사기들은 반도금 거울들을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.39. The method of claim 37,
Wherein the plurality of reflectors comprises half mirrored mirrors.
상기 복수의 광학 엘리먼트들은 굴절 렌즈를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.39. The method of claim 37,
Wherein the plurality of optical elements comprises a refractive lens.
상기 복수의 광학 엘리먼트들은 회절 렌즈를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.39. The method of claim 37,
Wherein the plurality of optical elements comprises a diffractive lens.
곡선형 반사기들은 파장-선택 노치 필터들을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.42. The method of claim 41,
Wherein the curved reflectors comprise wavelength-selective notch filters.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 시간-순차적 방식으로 제공하는 단계;
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 상기 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 투과성 빔스플리터를 통해 사출 동공으로 반사하는 단계 ― 상기 투과성 빔스플리터는 광을 상기 사출 동공 쪽으로 가변적으로 지향시키기 위해 복수의 반사기들을 가짐 ―; 및
상기 투과성 빔스플리터의 상기 복수의 반사기들에 결합된 복수의 광학 엘리먼트들을 통해 사출 동공을 확장하는 단계를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Providing one or more light patterns associated with one or more frames of image data in a time-sequential manner;
Reflecting the one or more optical patterns associated with one or more frames of the image data through the transmissive beam splitter into the exit pupil, the transmissive beam splitter being configured to variably direct light to the exit pupil Having a plurality of reflectors; And
And extending the exit pupil through a plurality of optical elements coupled to the plurality of reflectors of the transmissive beam splitter.
반사기들의 어레이가 상기 광학 엘리먼트들로부터 분리되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.54. The method of claim 53,
Wherein an array of reflectors is separated from the optical elements.
반사기들의 어레이는 평면 거울들을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.54. The method of claim 53,
Wherein the array of reflectors comprises planar mirrors.
상기 광학 엘리먼트들은 상기 반사기들의 어레이에 결합되는 렌즈릿들(lenslets)인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.54. The method of claim 53,
Wherein the optical elements are lenslets that are coupled to the array of reflectors.
상기 반사기들의 어레이의 하나 또는 그 초과의 반사기들은 곡선형인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.54. The method of claim 53,
Wherein one or more of the reflectors of the array of reflectors is curvilinear.
상기 광학 엘리먼트들은 상기 반사기들의 어레이에 통합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.54. The method of claim 53,
Wherein the optical elements are integrated into the array of reflectors.
상기 반사기들은 포물선형 반사기들인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.59. The method of claim 58,
Wherein the reflectors are parabolic reflectors.
상기 반사기들은 타원형 반사기들인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.59. The method of claim 58,
Wherein the reflectors are elliptical reflectors.
광선들의 세트를 노달 포인트(nodal point)를 통해 사용자 눈으로 조종하기 위해 제 1 렌즈를 더 포함하고,
상기 제 1 렌즈는, 제 1 반사기를 나가는 상기 광선들의 세트가 상기 사용자 눈에 도달하기 이전에 상기 제 1 렌즈를 통과하도록 하기 위해서, 기판 상에 그리고 상기 제 1 반사기와 상기 사용자 눈 사이에 배치되도록 구성가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.54. The method of claim 53,
Further comprising a first lens for directing the set of rays to the user's eye through a nodal point,
Wherein the first lens is arranged on the substrate and between the first reflector and the user eye to allow the set of rays exiting the first reflector to pass through the first lens before reaching the user eye. A method for displaying configurable, virtual content to a user.
상기 제 1 렌즈의 광학 파워를 보상하기 위해 제 2 렌즈를 더 포함하고,
상기 제 2 렌즈는 상기 기판 상에 그리고 상기 제 1 렌즈가 배치되는 사이드의 대향하는 사이드 상에 배치되도록 구성가능하고, 그로 인해서 사용자는 렌즈 스택을 통해 외부 세계의 실질적으로 왜곡되지 않은 뷰를 볼 수 있는 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.62. The method of claim 61,
Further comprising a second lens for compensating for the optical power of the first lens,
The second lens is configurable to be disposed on the substrate and on the opposite side of the side on which the first lens is disposed so that the user can see a substantially undistorted view of the outside world through the lens stack A method for displaying a virtual content to a user.
상기 복수의 반사기들은 파장-선택 반사기들을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.54. The method of claim 53,
Wherein the plurality of reflectors comprises wavelength-selective reflectors.
상기 복수의 반사기들은 반도금 거울들을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.54. The method of claim 53,
Wherein the plurality of reflectors comprises half mirrored mirrors.
상기 복수의 광학 엘리먼트들은 굴절 렌즈를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.54. The method of claim 53,
Wherein the plurality of optical elements comprises a refractive lens.
상기 복수의 광학 엘리먼트들은 회절 렌즈를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.54. The method of claim 53,
Wherein the plurality of optical elements comprises a diffractive lens.
곡선형 반사기들은 파장-선택 노치 필터들을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.58. The method of claim 57,
Wherein the curved reflectors comprise wavelength-selective notch filters.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 시간-순차적 방식으로 멀티플렉싱하기 위한 광 소스;
상기 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 제 1 초점 레벨로 수신하기 위한 도파관; 및
상기 광 패턴들의 적어도 일부를 제 2 초점 레벨로 배치하기 위해 상기 도파관에 결합되는 가변 초점 엘리먼트(VFE)를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
A light source for multiplexing one or more of the light patterns associated with one or more frames of image data in a time-sequential manner;
A waveguide for receiving the one or more light patterns at a first focus level; And
And a variable focus element (VFE) coupled to the waveguide for placing at least a portion of the light patterns at a second focus level.
상기 VFE는 초점 레벨을 조정하는 동안에 이미지 배율을 실질적으로 변경하지 않는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.69. The method of claim 68,
Wherein the VFE does not substantially change the image magnification while adjusting the focus level.
상기 VFE는 초점 레벨을 조정하는 동안에 이미지 배율을 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 69. The method of claim 68,
Wherein the VFE changes an image magnification while adjusting a focus level.
제 1 VFE가 광 패턴들의 초점을 변경할 때 외부 세계의 사용자의 뷰가 실질적으로 왜곡되지 않게 하기 위해서 상기 외부 세계로부터의 광의 파면을 조정하는 제 2 VFE를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 69. The method of claim 68,
Further comprising a second VFE that adjusts the wavefront of light from the outside world so that the view of the user of the outside world is not substantially distorted when the first VFE changes the focus of the light patterns, For the system.
상기 사용자가 복수의 프레임들을 단일 코히런트 장면(single coherent scene)의 일부로서 인지하게 하기 위해서 상기 복수의 프레임들은 고-주파수로 상기 사용자에게 제공되고,
상기 VFE는 초점을 제 1 프레임으로부터 제 2 프레임으로 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 69. The method of claim 68,
Wherein the plurality of frames are provided to the user at a high frequency to allow the user to perceive the plurality of frames as part of a single coherent scene,
Wherein the VFE changes focus from a first frame to a second frame.
상기 광 소스는 스캐닝 광 디스플레이이고,
상기 VFE는 라인 단위 방식으로 초점을 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 69. The method of claim 68,
Wherein the light source is a scanning optical display,
Wherein the VFE changes focus in a line-by-line manner.
상기 광 소스는 스캐닝 광 디스플레이이고,
상기 VFE는 픽셀 단위 방식으로 초점을 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 69. The method of claim 68,
Wherein the light source is a scanning optical display,
Wherein the VFE changes focus in a pixel-by-pixel manner.
상기 VFE는 회절 렌즈인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 69. The method of claim 68,
Wherein the VFE is a diffractive lens.
상기 VFE는 굴절 렌즈인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 69. The method of claim 68,
Wherein the VFE is a refractive lens.
상기 VFE는 반사 거울인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 69. The method of claim 68,
Wherein the VFE is a reflective mirror.
상기 반사 거울은 불투명한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 78. The method of claim 77,
Wherein the reflective mirror is opaque.
상기 반사 거울은 부분적으로 반사성인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 78. The method of claim 77,
Wherein the reflective mirror is partially reflective.
사용자 눈들의 원근조절(accommodation)을 추적하기 위한 원근조절 모듈을 더 포함하고,
상기 VFE는 상기 사용자 눈들의 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 광 패턴들의 초점을 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 69. The method of claim 68,
Further comprising a perspective adjustment module for tracking accommodation of user eyes,
Wherein the VFE changes the focus of the light patterns based at least in part on the perspective adjustment of the user's eyes.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 시간-순차적 방식으로 멀티플렉싱하기 위한 광 소스;
상기 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 수신하고, 상기 광 패턴들을 제 1 초점로 지향시키기 위한 도파관; 및
상기 광 패턴들의 적어도 일부를 제 2 초점로 지향시키기 위해 상기 도파관에 결합되는 가변 초점 엘리먼트(VFE)를 포함하고,
상기 VFE는 상기 도파관에 통합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
A light source for multiplexing one or more of the light patterns associated with one or more frames of image data in a time-sequential manner;
A waveguide for receiving said one or more light patterns and directing said light patterns to a first focus; And
And a variable focus element (VFE) coupled to the waveguide for directing at least a portion of the light patterns to a second focus,
Wherein the VFE is incorporated into the waveguide.
상기 VFE는 텔레센트릭(telecentric)인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.83. The method of claim 81,
Wherein the VFE is telecentric.
상기 VFE는 비-텔레센트릭인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.83. The method of claim 81,
Wherein the VFE is non-telecentric.
외부 세계의 사용자의 뷰가 왜곡되지 않게 하기 위해서 보상 렌즈를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.83. The method of claim 81,
A system for displaying virtual content to a user, the system further comprising a compensation lens to prevent a view of a user of the outside world from being distorted.
상기 사용자가 복수의 프레임들을 단일 코히런트 장면의 일부로서 인지하게 하기 위해서 상기 복수의 프레임들은 고-주파수로 상기 사용자에게 제공되고,
상기 VFE는 초점을 제 1 프레임으로부터 제 2 프레임으로 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 83. The method of claim 81,
Wherein the plurality of frames are provided to the user in a high-frequency manner to allow the user to recognize the plurality of frames as part of a single coherent scene,
Wherein the VFE changes focus from a first frame to a second frame.
상기 광 소스는 스캐닝 광 디스플레이이고,
상기 VFE는 라인 단위 방식으로 초점을 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 83. The method of claim 81,
Wherein the light source is a scanning optical display,
Wherein the VFE changes focus in a line-by-line manner.
상기 광 소스는 스캐닝 광 디스플레이이고,
상기 VFE는 픽셀 단위 방식으로 초점을 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 83. The method of claim 81,
Wherein the light source is a scanning optical display,
Wherein the VFE changes focus in a pixel-by-pixel manner.
상기 VFE는 회절 렌즈인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 83. The method of claim 81,
Wherein the VFE is a diffractive lens.
상기 VFE는 굴절 렌즈인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 83. The method of claim 81,
Wherein the VFE is a refractive lens.
상기 VFE는 반사 거울인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 83. The method of claim 81,
Wherein the VFE is a reflective mirror.
상기 반사 거울은 불투명한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 89. The method of claim 90,
Wherein the reflective mirror is opaque.
상기 반사 거울은 부분적으로 반사성인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 89. The method of claim 90,
Wherein the reflective mirror is partially reflective.
사용자 눈들의 원근조절을 추적하기 위한 원근조절 모듈을 더 포함하고,
상기 VFE는 상기 사용자 눈들의 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 광 패턴들의 초점을 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 83. The method of claim 81,
Further comprising a perspective adjustment module for tracking a perspective adjustment of user eyes,
Wherein the VFE changes the focus of the light patterns based at least in part on the perspective adjustment of the user's eyes.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 시간-순차적 방식으로 멀티플렉싱하기 위한 광 소스;
상기 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 수신하고, 상기 광 패턴들을 제 1 초점로 지향시키기 위한 도파관; 및
상기 광 패턴들의 적어도 일부를 제 2 초점로 지향시키기 위해 상기 도파관에 결합되는 가변 초점 엘리먼트(VFE)를 포함하고,
상기 VFE는 상기 도파관으로부터 분리되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
A light source for multiplexing one or more of the light patterns associated with one or more frames of image data in a time-sequential manner;
A waveguide for receiving said one or more light patterns and directing said light patterns to a first focus; And
And a variable focus element (VFE) coupled to the waveguide for directing at least a portion of the light patterns to a second focus,
Wherein the VFE is separate from the waveguide.
상기 VFE는 텔레센트릭(telecentric)인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.95. The method of claim 94,
Wherein the VFE is telecentric.
상기 VFE는 비-텔레센트릭인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.95. The method of claim 94,
Wherein the VFE is non-telecentric.
외부 세계의 사용자의 뷰가 왜곡되지 않게 하기 위해서 보상 렌즈를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.95. The method of claim 94,
A system for displaying virtual content to a user, the system further comprising a compensation lens to prevent a view of a user of the outside world from being distorted.
상기 사용자가 복수의 프레임들을 단일 코히런트 장면의 일부로서 인지하게 하기 위해서 상기 복수의 프레임들은 고-주파수로 상기 사용자에게 제공되고,
상기 VFE는 초점을 제 1 프레임으로부터 제 2 프레임으로 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 95. The method of claim 94,
Wherein the plurality of frames are provided to the user in a high-frequency manner to allow the user to recognize the plurality of frames as part of a single coherent scene,
Wherein the VFE changes focus from a first frame to a second frame.
상기 광 소스는 스캐닝 광 디스플레이이고,
상기 VFE는 라인 단위 방식으로 초점을 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 95. The method of claim 94,
Wherein the light source is a scanning optical display,
Wherein the VFE changes focus in a line-by-line manner.
상기 광 소스는 스캐닝 광 디스플레이이고,
상기 VFE는 픽셀 단위 방식으로 초점을 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 95. The method of claim 94,
Wherein the light source is a scanning optical display,
Wherein the VFE changes focus in a pixel-by-pixel manner.
상기 VFE는 회절 렌즈인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 95. The method of claim 94,
Wherein the VFE is a diffractive lens.
상기 VFE는 굴절 렌즈인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 95. The method of claim 94,
Wherein the VFE is a refractive lens.
상기 VFE는 반사 거울인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 95. The method of claim 94,
Wherein the VFE is a reflective mirror.
상기 반사 거울은 불투명한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 104. The method of claim 103,
Wherein the reflective mirror is opaque.
상기 반사 거울은 부분적으로 반사성인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 104. The method of claim 103,
Wherein the reflective mirror is partially reflective.
사용자 눈들의 원근조절을 추적하기 위한 원근조절 모듈을 더 포함하고,
상기 VFE는 상기 사용자 눈들의 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 광 패턴들의 초점을 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 95. The method of claim 94,
Further comprising a perspective adjustment module for tracking a perspective adjustment of user eyes,
Wherein the VFE changes the focus of the light patterns based at least in part on the perspective adjustment of the user's eyes.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 제공하는 단계;
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 상기 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 도파관을 통해 제 1 초점로 수렴시키는 단계; 및
제 2 초점의 파면을 생성하기 위해 광의 상기 제 1 초점을 가변 초점 엘리먼트(VFE)를 통해 수정하는 단계를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Providing one or more light patterns associated with one or more frames of image data;
Converging the one or more optical patterns associated with one or more frames of the image data to a first focus through a waveguide; And
And modifying the first focus of light through a variable focus element (VFE) to produce a wavefront of a second focus.
상기 VFE는 상기 도파관으로부터 분리되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.107. The method of claim 107,
Wherein the VFE is separate from the waveguide.
상기 VFE는 상기 도파관에 통합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.107. The method of claim 107,
Wherein the VFE is incorporated into the waveguide.
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들은 시간-순차적 방식으로 제공되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.107. The method of claim 107,
Wherein one or more frames of the image data are provided in a time-sequential manner.
상기 VFE는 상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들의 초점을 프레임 단위 기반으로 수정하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.112. The method of claim 110,
Wherein the VFE modifies the focus of one or more frames of the image data on a frame-by-frame basis.
상기 VFE는 상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들의 초점을 픽셀 단위 기반으로 수정하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.112. The method of claim 110,
Wherein the VFE modifies the focus of one or more frames of the image data on a pixel-by-pixel basis.
상기 VFE는 제 3 초점로 파면을 생성하기 위해 상기 제 1 초점을 수정하고,
상기 제 2 초점은 상기 제 3 초점와 상이한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.107. The method of claim 107,
The VFE modifies the first focus to produce a third focus wavefront,
Wherein the second focus is different from the third focus.
상기 제 2 초점의 파면은 특정 깊이 평면으로부터 오는 것으로 상기 사용자에 의해 인지되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.107. The method of claim 107,
Wherein the second focus wavefront is recognized by the user as coming from a particular depth plane.
상기 VFE는 텔레센트릭인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.107. The method of claim 107,
Wherein the VFE is telecentric.
상기 VFE는 비-텔레센트릭인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.107. The method of claim 107,
Wherein the VFE is non-telecentric.
외부 세계의 사용자의 뷰가 왜곡되지 않게 하기 위해서 보상 렌즈를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.107. The method of claim 107,
Further comprising a compensation lens to prevent a view of a user of the outside world from being distorted.
상기 사용자가 복수의 프레임들을 단일 코히런트 장면의 일부로서 인지하게 하기 위해서 상기 복수의 프레임들은 고-주파수로 상기 사용자에게 제공되고,
상기 VFE는 초점을 제 1 프레임으로부터 제 2 프레임으로 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법. 107. The method of claim 107,
Wherein the plurality of frames are provided to the user in a high-frequency manner to allow the user to recognize the plurality of frames as part of a single coherent scene,
Wherein the VFE changes focus from a first frame to a second frame.
상기 광 소스는 스캐닝 광 디스플레이이고,
상기 VFE는 라인 단위 방식으로 초점을 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법. 107. The method of claim 107,
Wherein the light source is a scanning optical display,
Wherein the VFE changes focus in a line-by-line manner.
상기 VFE는 회절 렌즈인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법. 107. The method of claim 107,
Wherein the VFE is a diffractive lens.
상기 VFE는 굴절 렌즈인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법. 107. The method of claim 107,
Wherein the VFE is a refractive lens.
상기 VFE는 반사 거울인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법. 107. The method of claim 107,
Wherein the VFE is a reflective mirror.
상기 반사 거울은 불투명한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법. 107. The method of claim 107,
Wherein the reflective mirror is opaque.
상기 반사 거울은 부분적으로 반사성인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법. 107. The method of claim 107,
Wherein the reflective mirror is partially reflective.
사용자 눈들의 원근조절을 추적하기 위한 원근조절 모듈을 더 포함하고,
상기 VFE는 상기 사용자 눈들의 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 광 패턴들의 초점을 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법. 107. The method of claim 107,
Further comprising a perspective adjustment module for tracking a perspective adjustment of user eyes,
Wherein the VFE changes the focus of the light patterns based at least in part on the perspective adjustment of the user's eyes.
이미지 데이터와 연관된 광선들을 수신하고, 상기 광선들을 사용자 눈들 쪽으로 송신하기 위한 복수의 도파관들 ― 상기 복수의 도파관들은 사용자 눈에 면하는 방향으로 스택됨(stacked) ―;
제 1 도파관으로부터 송신되는 광선들을 수정하기 위해 상기 복수의 도파관들 중 제 1 도파관에 결합됨으로써, 제 1 파면 곡률을 갖는 광선들을 전달하는 제 1 렌즈; 및
제 2 도파관으로부터 송신되는 광선들을 수정하기 위해 상기 복수의 도파관들 중 제 2 도파관에 결합됨으로써, 제 2 파면 곡률을 갖는 광선들을 전달하는 제 2 렌즈를 포함하고,
상기 제 1 도파관에 결합된 상기 제 1 렌즈 및 상기 제 2 도파관에 결합된 제 2 렌즈는 상기 사용자 눈에 면하는 방향에 수평으로 스택되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
A plurality of waveguides for receiving light rays associated with image data and transmitting the light beams toward user eyes, the plurality of waveguides being stacked in a direction facing the user's eyes;
A first lens coupled to a first one of the plurality of waveguides for modifying the rays transmitted from the first waveguide, thereby transmitting rays having a first wavefront curvature; And
And a second lens coupled to a second one of the plurality of waveguides for modifying the rays transmitted from the second waveguide, thereby transmitting rays having a second wavefront curvature,
Wherein the first lens coupled to the first waveguide and the second lens coupled to the second waveguide are stacked horizontally in a direction facing the user's eye.
상기 제 1 파면 곡률은 상기 제 2 파면 곡률과 상이한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.126. The method of claim 126,
Wherein the first wavefront curvature is different from the second wavefront curvature.
상기 사용자가 상기 이미지 데이터를 광학 무한성 평면으로부터 오는 것으로 인지하게 하기 위해서 시준된 광을 상기 사용자 눈에 전달하기 위해 상기 복수의 도파관들 중 제 3 도파관을 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.126. The method of claim 126,
Further comprising a third waveguide of the plurality of waveguides for communicating collimated light to the user eye to allow the user to perceive the image data as coming from an optical infinity plane, For the system.
도파관은 시준된 광을 렌즈들에 송신하도록 구성되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.126. The method of claim 126,
Wherein the waveguide is configured to transmit collimated light to the lenses.
상기 사용자 눈들에 면하는 방향으로 스택되는 렌즈들의 어그리게이트 파워를 보상하기 위해 보상 렌즈 층을 더 포함하고,
상기 보상 렌즈 층은 상기 사용자 눈으로부터 가장 멀리 스택되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.126. The method of claim 126,
Further comprising a compensating lens layer to compensate for aggre- gate power of the lenses stacked in a direction facing the user eyes,
Wherein the compensation lens layer is stacked farthest from the user eye.
도파관은 상기 도파관에 주입되는 광선들을 상기 사용자 눈 쪽으로 반사하도록 구성가능한 복수의 반사기들을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 126. The method of claim 126,
Wherein the waveguide comprises a plurality of reflectors configurable to reflect rays of light injected into the waveguide toward the user eye.
도파관은 전기-활성인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 126. The method of claim 126,
A waveguide is electro-active, a system for displaying virtual content to a user.
도파관은 스위칭가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 126. The method of claim 126,
A waveguide is switchable, the system for displaying virtual content to a user.
상기 제 1 파면 곡률을 갖는 광선들 및 상기 제 2 파면 곡률을 갖는 광선들이 동시적으로 전달되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 126. The method of claim 126,
Wherein the light rays having the first wavefront curvature and the light rays having the second wavefront curvature are simultaneously transmitted.
상기 제 1 파면 곡률을 갖는 광선들 및 상기 제 2 파면 곡률을 갖는 광선들이 순차적으로 전달되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 126. The method of claim 126,
Wherein the light rays having the first wavefront curvature and the light rays having the second wavefront curvature are sequentially transmitted.
상기 제 2 파면 곡률이 상기 제 1 파면 곡률의 마진(margin)에 대응함으로써, 상기 사용자가 원근조절할 수 있는 초점 범위(focal range)를 제공하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.136. The method of claim 134,
Wherein the second wavefront curvature corresponds to a margin of the first wavefront curvature, thereby providing a focal range that the user can adjust for perspective.
사용자 눈들의 원근조절을 추적하기 위한 원근조절 모듈을 더 포함하고,
VFE가 상기 사용자 눈들의 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 광 패턴들의 초점을 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.126. The method of claim 126,
Further comprising a perspective adjustment module for tracking a perspective adjustment of user eyes,
Wherein the VFE changes the focus of the light patterns based at least in part on the perspective adjustment of the user eyes.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 멀티플렉싱하기 위한 광 소스;
상기 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 수신하고, 광을 사출 동공 쪽으로 지향시키기 위한 복수의 도파관들 ― 상기 복수의 도파관들은 z-축을 따라 스택됨 ―; 및
상기 복수의 도파관들에 의해 송신되는 광의 초점을 수정하기 위한 적어도 하나의 광학 엘리먼트를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
A light source for multiplexing one or more light patterns associated with one or more frames of image data;
A plurality of waveguides for receiving the one or more light patterns and directing light towards the exit pupil, the plurality of waveguides being stacked along a z-axis; And
And at least one optical element for modifying the focus of light transmitted by the plurality of waveguides.
상기 복수의 도파관들 중 일 도파관은 프로젝팅된 광을 자신의 길이에 걸쳐 분산시키기 위한 도파관, 및 파면 곡률이 생성되게 하는 방식으로 광을 수정하기 위한 광학 엘리먼트를 포함하고,
생성되는 파면 곡률은 상기 사용자에 의해 보여질 때 초점면에 대응하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.136. The method of claim 138,
A waveguide of the plurality of waveguides includes a waveguide for dispersing the projected light over its length and an optical element for modifying the light in such a way that the wavefront curvature is generated,
Wherein the generated wavefront curvature corresponds to a focal plane when viewed by the user.
상기 복수의 도파관들 중 일 도파관은 DOE(diffractive optical element)를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.136. The method of claim 138,
Wherein a waveguide of the plurality of waveguides comprises a diffractive optical element (DOE).
상기 DOE는 온 및 오프 상태들 사이에서 스위칭가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.136. The method of claim 138,
Wherein the DOE is switchable between on and off states.
상기 적어도 하나의 광학 엘리먼트는 굴절 렌즈를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.136. The method of claim 138,
Wherein the at least one optical element comprises a refractive lens.
상기 적어도 하나의 광학 렌즈는 프레넬 존 플레이트(Fresnel zone plate)를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.136. The method of claim 138,
Wherein the at least one optical lens comprises a Fresnel zone plate.
상기 복수의 도파관들 중 일 도파관은 도파관 엘리먼트를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.136. The method of claim 138,
Wherein a waveguide of the plurality of waveguides comprises a waveguide element.
상기 도파관은 온 및 오프 상태 사이에서 스위칭가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.144. The method of claim 144,
Wherein the waveguide is switchable between on and off states.
도파관은 정적인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.136. The method of claim 138,
A waveguide is a system for displaying static, virtual content to a user.
상기 이미지 데이터의 제 1 프레임 및 상기 이미지 데이터의 제 2 프레임이 사용자 눈에 동시적으로 전달되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.136. The method of claim 138,
Wherein a first frame of the image data and a second frame of the image data are simultaneously transmitted to a user's eye.
상기 이미지 데이터의 제 1 프레임 및 상기 이미지 데이터의 제 2 프레임이 사용자 눈에 순차적으로 전달되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.136. The method of claim 138,
Wherein the first frame of image data and the second frame of image data are sequentially transmitted to the user's eyes.
광을 사용자 눈에 전달하기 위한 복수의 각도를 이룬 반사기들을 더 포함하고,
제 1 도파관 컴포넌트 및 제 2 도파관 컴포넌트가 광을 하나 또는 그 초과의 각도를 이룬 반사기들로 지향시키는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.136. The method of claim 138,
Further comprising a plurality of angled reflectors for transmitting light to the user's eye,
Wherein the first waveguide component and the second waveguide component direct the light to one or more angled reflectors.
빔 분산 광 도파관을 더 포함하고,
상기 빔 분산 광 도파관은 도파관 어셈블리에 결합되고,
상기 빔 분산 광 도파관이 프로젝팅된 광을 상기 도파관 어셈블리에 걸쳐 확산시키도록 구성가능함으로써, 상기 빔 분산 광 도파관에 주입되는 광선은 복제되어 상기 도파관 어셈블리의 도파관 컴포넌트들에 주입되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.136. The method of claim 138,
Further comprising a beam-dispersing optical waveguide,
The beam-dispersing optical waveguide is coupled to the waveguide assembly,
Wherein the beam-dispersing optical waveguide is configured to diffuse the projected light across the waveguide assembly such that the light rays injected into the beam-dispersing optical waveguide are replicated and injected into the waveguide components of the waveguide assembly, Lt; / RTI >
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 시간-순차적 방식으로 제공하기 위한 이미지-생성 소스;
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 광 변조기; 및
프로젝팅된 광을 수신하고, 상기 광을 사용자 눈 쪽으로 전달하기 위한 도파관 어셈블리를 포함하고,
상기 도파관 어셈블리는, 적어도, 상기 이미지 데이터의 제 1 프레임과 연관된 광이 제 1 초점면으로부터 오는 것으로 인지되게 하기 위해서 상기 광을 수정하도록 구성가능한 제 1 도파관 컴포넌트, 및 상기 이미지 데이터의 제 2 프레임과 연관된 광이 제 2 초점면으로부터 오는 것으로 인지되게 하기 위해서 상기 광을 수정하도록 구성가능한 제 2 도파관 컴포넌트를 포함하고,
상기 제 1 도파관 컴포넌트 및 제 2 도파관 컴포넌트는 사용자 눈 앞에서 z-축을 따라 스택되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
An image-generating source for providing one or more frames of image data in a time-sequential manner;
An optical modulator for projecting light associated with one or more frames of the image data; And
And a waveguide assembly for receiving the projected light and delivering the light towards the user eye,
The waveguide assembly comprising a first waveguide component configurable to modify at least the light associated with a first frame of the image data to come from a first focal plane, And a second waveguide component configurable to modify the light so that associated light is recognized as coming from a second focal plane,
Wherein the first waveguide component and the second waveguide component are stacked along the z-axis in front of the user's eyes.
상기 도파관 어셈블리의 도파관 컴포넌트는 프로젝팅된 광을 자신의 길이에 걸쳐 분산시키기 위한 도파관, 및 파면 곡률이 생성되게 하는 방식으로 광을 수정하기 위한 렌즈를 포함하고,
생성되는 파면 곡률은 상기 사용자에 의해 보여질 때 초점면에 대응하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.155. The method of claim 151,
Wherein the waveguide component of the waveguide assembly includes a waveguide for dispersing the projected light over its length and a lens for modifying the light in a manner that causes the wavefront curvature to be produced,
Wherein the generated wavefront curvature corresponds to a focal plane when viewed by the user.
상기 도파관 어셈블리의 도파관 컴포넌트는 DOE(diffractive optical element)를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.155. The method of claim 151,
Wherein the waveguide component of the waveguide assembly comprises a diffractive optical element (DOE).
상기 DOE는 온 및 오프 상태들 사이에서 스위칭가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.155. The method of claim 151,
Wherein the DOE is switchable between on and off states.
상기 도파관 어셈블리의 도파관 컴포넌트는 굴절 렌즈를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.155. The method of claim 151,
Wherein the waveguide component of the waveguide assembly comprises a refractive lens.
상기 도파관 어셈블리의 도파관 컴포넌트는 프레넬 존 플레이트(Fresnel zone plate)를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.155. The method of claim 151,
Wherein the waveguide component of the waveguide assembly comprises a Fresnel zone plate.
상기 도파관 어셈블리의 도파관 컴포넌트는 SGO(substrate guided optics) 엘리먼트를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.155. The method of claim 151,
Wherein the waveguide component of the waveguide assembly comprises a substrate guided optics (SGO) element.
도파관은 온 및 오프 상태 사이에서 스위칭가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.155. The method of claim 151,
Wherein the waveguide is switchable between on and off states.
도파관은 정적인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.155. The method of claim 151,
A waveguide is a system for displaying static, virtual content to a user.
상기 이미지 데이터의 제 1 프레임 및 상기 이미지 데이터의 제 2 프레임이 사용자 눈에 동시적으로 전달되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.155. The method of claim 151,
Wherein a first frame of the image data and a second frame of the image data are simultaneously transmitted to a user's eye.
상기 이미지 데이터의 제 1 프레임 및 상기 이미지 데이터의 제 2 프레임이 사용자 눈에 순차적으로 전달되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.155. The method of claim 151,
Wherein the first frame of image data and the second frame of image data are sequentially transmitted to the user's eyes.
광을 사용자 눈에 전달하기 위한 복수의 각도를 이룬 반사기들을 더 포함하고,
제 1 도파관 컴포넌트 및 제 2 도파관 컴포넌트가 광을 하나 또는 그 초과의 각도를 이룬 반사기들로 지향시키는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.155. The method of claim 151,
Further comprising a plurality of angled reflectors for transmitting light to the user's eye,
Wherein the first waveguide component and the second waveguide component direct the light to one or more angled reflectors.
빔 분산 광 도파관을 더 포함하고,
상기 빔 분산 광 도파관은 상기 도파관 어셈블리에 결합되고,
상기 빔 분산 광 도파관이 프로젝팅된 광을 상기 도파관 어셈블리에 걸쳐 확산시키도록 구성가능함으로써, 상기 빔 분산 광 도파관에 주입되는 광선은 복제되어 상기 도파관 어셈블리의 도파관 컴포넌트들에 주입되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.155. The method of claim 151,
Further comprising a beam-dispersing optical waveguide,
The beam-dispersing optical waveguide is coupled to the waveguide assembly,
Wherein the beam-dispersing optical waveguide is configured to diffuse the projected light across the waveguide assembly such that the light rays injected into the beam-dispersing optical waveguide are replicated and injected into the waveguide components of the waveguide assembly, Lt; / RTI >
상기 도파관 어셈블리의 도파관 컴포넌트는 프로젝팅된 광을 사용자 눈 쪽으로 원하는 각도로 반사하도록 구성가능한 반사기를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.155. The method of claim 151,
Wherein the waveguide component of the waveguide assembly comprises a reflector configurable to reflect the projected light at a desired angle towards the user's eye.
상기 제 1 도파관 컴포넌트는 프로젝팅된 광을 제 1 각도로 반사하도록 구성된 제 1 반사기를 포함하고,
상기 제 2 도파관 컴포넌트는 프로젝팅된 광을 제 2 각도로 반사하기 위한 제 2 반사기를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.155. The method of claim 151,
Wherein the first waveguide component comprises a first reflector configured to reflect the projected light at a first angle,
Wherein the second waveguide component comprises a second reflector for reflecting the projected light at a second angle.
제 1 반사기는 제 2 반사기와 관련하여 스태거링되고(staggered), 그럼으로써 상기 사용자에 의해 보여질 때 이미지의 시야를 확장시키는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.155. The method of claim 151,
Wherein the first reflector is staggered with respect to the second reflector thereby extending the view of the image when viewed by the user.
상기 도파관 컴포넌트들의 반사기들은 상기 도파관 어셈블리에 걸쳐 연속적 곡선형 반사 표면을 형성하기 위한 방식으로 포지셔닝되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.155. The method of claim 151,
Wherein the reflectors of the waveguide components are positioned in a manner to form a continuous curved reflective surface across the waveguide assembly.
상기 연속적 곡선형 반사 표면은 포물선형 곡선을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.169. The method of claim 167,
Wherein the continuous curved reflective surface comprises a parabolic curve.
상기 연속적 곡선형 반사 표면은 타원형 곡선을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.169. The method of claim 167,
Wherein the continuous curved reflective surface comprises an elliptic curve.
이미지 데이터의 제 1 프레임과 연관된 광선들을 제 1 도파관을 통해 상기 사용자에게 전달하는 단계 ― 상기 광선들은 제 1 파면 곡률을 가짐 ―; 및
이미지 데이터의 제 2 프레임과 연관된 광선들을 제 2 도파관을 통해 상기 사용자에게 전달하는 단계 ― 상기 광선들은 제 2 파면 곡률을 가짐 ― 를 포함하고,
상기 제 1 도파관 및 제 2 도파관은 사용자 눈들에 면하는 z-축을 따라 스택되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Transmitting rays of light associated with a first frame of image data to a user via a first waveguide, the rays having a first wavefront curvature; And
Transmitting the rays associated with a second frame of image data to the user through a second waveguide, the rays having a second wavefront curvature,
Wherein the first waveguide and the second waveguide are stacked along a z-axis facing the user's eyes.
상기 제 1 파면 곡률 및 상기 제 2 파면 곡률은 동시적으로 전달되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.172. The method of claim 170,
Wherein the first wavefront curvature and the second wavefront curvature are transmitted simultaneously.
상기 제 1 파면 곡률 및 상기 제 2 파면 곡률은 순차적으로 전달되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.172. The method of claim 170,
Wherein the first wavefront curvature and the second wavefront curvature are sequentially transmitted.
상기 제 1 및 제 2 파면 곡률들은 상기 사용자에 의해 제 1 및 제 2 깊이 평면으로서 인지되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.172. The method of claim 170,
Wherein the first and second wavefront curvatures are perceived by the user as first and second depth planes.
상기 제 1 및 제 2 도파관들은 하나 또는 그 초과의 광학 엘리먼트들에 결합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.172. The method of claim 170,
Wherein the first and second waveguides are coupled to one or more optical elements.
하나 또는 그 초과의 광학 엘리먼트들의 효과를 보상 렌즈를 통해 보상하는 단계를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.172. The method of claim 173,
Further comprising compensating for the effect of one or more of the optical elements through a compensation lens.
사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계; 및
결정되는 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 1 및 제 2 도파관들 중 적어도 하나를 통해 광선들을 전달하는 단계를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.172. The method of claim 170,
Determining a perspective adjustment of user eyes; And
Further comprising transmitting rays through at least one of the first and second waveguides based at least in part on the determined perspective adjustment.
사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계;
결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 파면 곡률을 갖는 광선들을 도파관들의 스택의 제 1 도파관을 통해 전달하는 단계 ― 상기 제 1 파면 곡률은 상기 결정된 원근조절의 초점 거리에 대응함 ―; 및
제 2 파면 곡률을 갖는 광선들을 상기 도파관들의 스택의 제 2 도파관을 통해 전달하는 단계를 포함하고,
상기 제 2 파면 곡률은 상기 결정된 원근조절의 초점 거리의 미리 결정된 마진과 연관되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Determining a perspective adjustment of user eyes;
Conveying light rays having a first wavefront curvature based at least in part on the determined perspective adjustment through a first waveguide of a stack of waveguides, the first wavefront curvature corresponding to the determined focal length of the perspective adjustment; And
And transmitting rays of light having a second wavefront curvature through a second waveguide of the stack of waveguides,
Wherein the second wavefront curvature is associated with a predetermined margin of focal distance of the determined perspective adjustment.
상기 마진은 포지티브 마진(positive margin)인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.179. The method of claim 177,
Wherein the margin is a positive margin.
상기 마진은 부정 마진(negative margin)인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.179. The method of claim 177,
Wherein the margin is a negative margin.
상기 제 2 도파관은 상기 사용자가 원근조절할 수 있는 초점 범위를 증가시키는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.179. The method of claim 177,
Wherein the second waveguide increases the focus range that the user can adjust for perspective.
상기 제 1 도파관은 VFE(variable focus element)에 결합되고,
상기 VFE는 도파관이 상기 광선들을 포커싱하는 초점을 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.179. The method of claim 177,
The first waveguide is coupled to a variable focus element (VFE)
Wherein the VFE changes the focus at which the waveguide focuses the rays.
상기 초점은 상기 사용자 눈들의 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 변경되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.190. The method of claim 181,
Wherein the focus is changed based at least in part on a determined perspective adjustment of the user's eyes.
상기 제 1 파면 곡률 및 상기 제 2 파면 곡률은 동시적으로 전달되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.179. The method of claim 177,
Wherein the first wavefront curvature and the second wavefront curvature are transmitted simultaneously.
상기 제 1 및 제 2 파면 곡률들은 상기 사용자에 의해 제 1 및 제 2 깊이 평면으로 인지되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.179. The method of claim 177,
Wherein the first and second wavefront curvatures are perceived by the user as first and second depth planes.
도파관은 DOE(diffractive optical element)인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.179. The method of claim 177,
Wherein the waveguide is a diffractive optical element (DOE).
도파관은 SGO(substrate guided optic)인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.179. The method of claim 177,
Wherein the waveguide is a substrate guided optic (SGO).
상기 제 1 및 제 2 도파관들은 스위칭가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.179. The method of claim 177,
Wherein the first and second waveguides are switchable.
도파관은 하나 또는 그 초과의 스위칭가능 엘리먼트들을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.179. The method of claim 177,
Wherein the waveguide comprises one or more switchable elements.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 시간-순차적 방식으로 제공하기 위한 이미지-생성 소스;
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광선들을 프로젝팅하기 위한 디스플레이 어셈블리 ― 상기 디스플레이 어셈블리는 제 1 프레임-레이트 및 제 1 비트 깊이에 대응하는 제 1 디스플레이 엘리먼트, 및 제 2 프레임-레이트 및 제 2 비트 깊이에 대응하는 제 2 디스플레이 엘리먼트를 포함함 ―; 및
상기 프로젝팅된 광의 초점을 변경하고 상기 광을 사용자 눈으로 송신하도록 구성가능한 VFE(variable focus element)를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
An image-generating source for providing one or more frames of image data in a time-sequential manner;
A display assembly for projecting light rays associated with one or more frames of the image data, the display assembly comprising a first display element corresponding to a first frame-rate and a first bit depth, and a second frame- And a second display element corresponding to a second bit depth; And
And a variable focus element (VFE) configurable to change the focus of the projected light and transmit the light to a user's eye.
상기 제 1 프레임-레이트는 상기 제 2 프레임-레이트보다 높고,
상기 제 1 비트 깊이는 상기 제 2 비트 깊이보다 낮은, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.189. The method of claim 189,
Wherein the first frame-rate is higher than the second frame-
Wherein the first bit depth is lower than the second bit depth.
상기 제 1 디스플레이 엘리먼트는 DLP 프로젝션 시스템인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.189. The method of claim 189,
Wherein the first display element is a DLP projection system.
상기 제 2 디스플레이 엘리먼트는 LCD(liquid crystal display)인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.189. The method of claim 189,
Wherein the second display element is a liquid crystal display (LCD).
상기 제 1 디스플레이 엘리먼트는 LCD의 주변이 일정한 조명을 갖도록 하기 위해서 광을 상기 제 2 디스플레이 엘리먼트의 서브세트에 프로젝팅하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.189. The method of claim 189,
Wherein the first display element projects light to a subset of the second display element so that the periphery of the LCD has a constant illumination.
상기 제 1 디스플레이 엘리먼트로부터 송신되는 광만이 상기 VFE를 통해 포커싱되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.193. The method of claim 193,
Wherein only the light transmitted from the first display element is focused through the VFE.
상기 VFE는 상기 프로젝팅된 광의 초점이 상기 이미지 데이터의 배율에 영향을 주지 않으면서 변경되도록 하기 위해 사출 동공에 광학적으로 켤레(conjugate)되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.189. The method of claim 189,
Wherein the VFE is optically conjugated to the exit pupil to allow the focal point of the projected light to change without affecting the magnification of the image data.
상기 제 1 디스플레이 엘리먼트는 DLP이고,
상기 제 2 디스플레이 엘리먼트는 LCD이고,
상기 DLP는 저 해상도를 가지며,
상기 LCD는 고 해상도를 갖는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.189. The method of claim 189,
The first display element is a DLP,
The second display element is an LCD,
The DLP has a low resolution,
The LCD having a high resolution, for displaying to the user the virtual content.
백라이트(backlight)의 강도가 상기 제 1 디스플레이 엘리먼트에 의해 프로젝팅되는 서브-이미지들의 밝기에 대등하도록 시간에 걸쳐 변경되고, 그로 인해서 상기 제 1 디스플레이 엘리먼트의 프레임 레이트를 증가시키는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.189. The method of claim 189,
The intensity of the backlight is changed over time to match the brightness of the sub-images projected by the first display element, thereby increasing the frame rate of the first display element. A system for displaying.
상기 VFE는 프로젝팅된 광의 초점을 프레임 단위 기반으로 변경하도록 구성가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 189. The method of claim 189,
Wherein the VFE is configurable to change the focus of the projected light on a frame-by-frame basis.
상기 VFE의 동작과 연관된 광학 배율을 보상하기 위한 소프트웨어를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.189. The method of claim 189,
Further comprising software for compensating optical magnification associated with operation of the VFE.
상기 이미지-생성 소스는, 함께 또는 순차적으로 프로젝팅될 때 오브젝트의 3-차원 볼륨을 생성하는 특정 이미지의 슬라이스들(slices)을 생성하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.189. The method of claim 189,
Wherein the image-generating source generates slices of a specific image that generate a three-dimensional volume of the object when projected together or sequentially.
DLP가 바이너리 모드에서 동작되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.189. The method of claim 189,
A system for displaying virtual content to a user, wherein the DLP is operated in a binary mode.
DLP는 그레이스케일 모드에서 동작되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.189. The method of claim 189,
The DLP is operated in grayscale mode, a system for displaying virtual content to a user.
상기 VFE는, 제 1 프레임이 제 1 초점면으로부터 오는 것으로 인지되고 제 2 프레임이 제 2 초점면으로부터 오는 것으로 인지되도록 하기 위해서, 프로젝팅된 광을 변경하고,
상기 제 1 초점면은 상기 제 2 초점면과 상이한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.189. The method of claim 189,
The VFE modifies the projected light so that the first frame is recognized as coming from the first focal plane and the second frame is seen coming from the second focal plane,
Wherein the first focal plane is different from the second focal plane.
초점면과 연관된 초점 거리는 고정되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.189. The method of claim 189,
Wherein the focal distance associated with the focal plane is fixed.
초점면과 연관된 초점 거리는 가변적인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.189. The method of claim 189,
Wherein the focal distance associated with the focal plane is variable.
하나 또는 그 초과의 이미지 슬라이스들을 제공하는 단계 ― 상기 하나 또는 그 초과의 이미지 슬라이스들 중 제 1 이미지 슬라이스 및 제 2 이미지 슬라이스는 3-차원 볼륨을 나타냄 ―;
상기 제 1 이미지 슬라이스와 연관된 광을 공간 광 변조기를 통해 프로젝팅하는 단계;
VFE(variable focus element)를 통해 상기 제 1 이미지 슬라이스를 제 1 초점에 포커싱하는 단계;
상기 제 1 초점을 갖는 상기 제 1 이미지 슬라이스를 상기 사용자에게 전달하는 단계;
상기 제 2 이미지 슬라이스와 연관된 광을 제공하는 단계;
상기 VFE를 통해 상기 제 2 이미지 슬라이스를 제 2 초점에 포커싱하는 단계 ― 상기 제 1 초점은 상기 제 2 초점와 상이함 ―; 및
상기 제 2 초점을 갖는 상기 제 2 이미지 슬라이스를 상기 사용자에게 전달하는 단계를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Providing one or more image slices, wherein the first image slice and the second image slice of the one or more image slices represent a three-dimensional volume;
Projecting light associated with the first image slice through a spatial light modulator;
Focusing the first image slice through a variable focus element (VFE) to a first focus;
Transferring the first image slice having the first focus to the user;
Providing light associated with the second image slice;
Focusing the second image slice through the VFE to a second focus, the first focus being different from the second focus; And
And delivering the second image slice having the second focus to the user.
사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계를 더 포함하고,
상기 VFE는 프로젝팅된 광을 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 포커싱하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법. 207. The method of claim 206,
Further comprising the step of determining a perspective adjustment of the user's eyes,
Wherein the VFE focuses the projected light based at least in part on the determined perspective adjustment.
상기 이미지 슬라이스들은 프레임-순차적 형태로 제공되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.207. The method of claim 206,
Wherein the image slices are provided in a frame-sequential manner.
상기 제 1 이미지 슬라이스 및 상기 제 2 이미지 슬라이스는 동시적으로 전달되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.207. The method of claim 206,
Wherein the first image slice and the second image slice are transmitted simultaneously.
상기 제 1 이미지 슬라이스 및 상기 제 2 이미지 슬라이스는 순차적으로 전달되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.207. The method of claim 206,
Wherein the first image slice and the second image slice are sequentially transmitted.
제 1 디스플레이 엘리먼트를 제 2 디스플레이 엘리먼트와 결합하는 단계 ― 상기 제 1 디스플레이 엘리먼트는 고 프레임 레이트 및 저 비트 깊이에 대응하고, 상기 제 2 디스플레이 엘리먼트는 저 프레임 레이트 및 고 비트 깊이에 대응하고, 그로 인해서 결합된 디스플레이 엘리먼트들은 고 프레임 레이트 및 고 비트 깊이에 대응함 ―;
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 상기 결합된 디스플레이 엘리먼트들을 통해 프로젝팅하는 단계; 및
제 1 이미지 슬라이스는 제 1 초점로 프로젝팅되고 제 2 이미지 슬라이스는 제 2 초점로 프로젝팅되게 하기 위해서, 프레임 단위 기반으로 VFE(variable focus element)를 통해 프로젝팅된 광의 초점을 스위칭하는 단계를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Combining the first display element with a second display element, the first display element corresponding to a high frame rate and a low bit depth, the second display element corresponding to a low frame rate and a high bit depth, The combined display elements corresponding to a high frame rate and a high bit depth;
Projecting light associated with one or more frames of image data through the combined display elements; And
Includes switching the focus of light projected through a variable focus element (VFE) on a frame-by-frame basis so that the first image slice is projected to a first focus and the second image slice is projected to a second focus And displaying the virtual content to a user.
상기 제 1 디스플레이 엘리먼트는 DLP인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.213. The method of claim 211,
Wherein the first display element is a DLP.
상기 제 2 디스플레이 엘리먼트는 LCD인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.213. The method of claim 211,
Wherein the second display element is an LCD.
상기 제 1 디스플레이 엘리먼트는 상기 제 2 디스플레이 엘리먼트의 부분들을 선택적으로 조명하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.213. The method of claim 211,
Wherein the first display element selectively illuminates portions of the second display element.
상기 VFE는 변형가능 멤브레인 거울인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.213. The method of claim 211,
Wherein the VFE is a deformable membrane mirror.
상기 VFE는 사출 동공에 광학적으로 켤레되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.213. The method of claim 211,
Wherein the VFE is optically conjugated to an exit pupil.
상기 VFE는 사출 동공에 광학적으로 켤레되지 않는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.213. The method of claim 211,
Wherein the VFE is not optically conjugate to the exit pupil.
상기 제 1 및 제 2 이미지 슬라이스들은 3-차원 가상 오브젝트를 나타내는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.213. The method of claim 211,
Wherein the first and second image slices represent a three-dimensional virtual object.
상기 DLP는 바이너리 모드에서 동작하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.213. The method of claim 212,
Wherein the DLP operates in a binary mode.
상기 DLP는 그레이스케일 모드에서 동작하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.213. The method of claim 212,
Wherein the DLP operates in a grayscale mode.
상기 그레이스케일은 무언가가 인접한 두 깊이 평면들에 상주한다는 인지를 사용자의 두뇌에 전하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법. 229. The method of claim 220,
Wherein the gray scale conveys to the user ' s brain the perception that something resides in two adjacent depth planes.
상기 디스플레이 엘리먼트들은 이미지 변조를 위해 결합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.213. The method of claim 211,
Wherein the display elements are combined for image modulation.
상기 디스플레이 엘리먼트들은 고 동적 범위 디스플레이를 생성하기 위해 결합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.213. The method of claim 211,
Wherein the display elements are combined to create a high dynamic range display.
상기 VFE는 미리 결정된 수의 고정 깊이 평면들 사이에서 초점들을 스위칭하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.213. The method of claim 211,
Wherein the VFE switches focal points between a predetermined number of fixed depth planes.
사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계를 더 포함하고,
상기 VFE는 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 초점을 스위칭하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.213. The method of claim 211,
Further comprising the step of determining a perspective adjustment of the user's eyes,
Wherein the VFE switches the focus based at least in part on the determined perspective adjustment.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 코히런트 광을 수신하고 어그리게이트 파면을 생성하기 위한 복수의 광가이드들;
상기 복수의 광가이드들 중 하나 또는 그 초과의 광가이드들에 의해 프로젝팅되는 광에서 위상 지연을 유도하기 위해 상기 하나 또는 그 초과의 광가이드들에 결합되는 위상 변조기; 및
상기 복수의 광가이드들에 의해 생성되는 상기 어그리게이트 파면이 변경되게 하는 방식으로 상기 위상 변조기를 제어하기 위한 프로세서를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
A plurality of light guides for receiving coherent light associated with one or more frames of image data and generating an aggregate wavefront;
A phase modulator coupled to the one or more light guides to induce a phase delay in light projected by one or more of the plurality of light guides; And
And a processor for controlling the phase modulator in a manner that causes the aggregate wavefront generated by the plurality of light guides to change.
상기 복수의 광가이드들 중 일 광가이드에 의해 생성된 파면은 구형(spherical) 파면인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.229. The method of claim 226,
Wherein the wavefront generated by a light guide of the plurality of light guides is a spherical wavefront.
적어도 두 개의 광가이드들에 의해 생성된 구형 파면들은 서로 간에 파괴적으로 간섭하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.227. The method of claim 227,
Wherein the spherical wavefronts generated by the at least two light guides are destructively interfering with each other.
적어도 두 개의 광가이드들에 의해 생성되는 구형 파면들은 서로 간에 파괴적으로 간섭하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.227. The method of claim 227,
Wherein the spherical wavefronts generated by the at least two light guides are destructively interfering with each other.
상기 어그리게이트 파면은 거의 평판 파면인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.229. The method of claim 226,
Wherein the aggregate wavefront is a substantially planar wavefront.
상기 평판 파면은 광학 무한성 깊이 평면에 대응하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.230. The method of claim 230,
Wherein the planar wavefront corresponds to an optical infinite depth plane.
상기 어그리게이트 파면은 구형인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.229. The method of claim 226,
Wherein the aggregate wavefront is spherical.
상기 구형 파면은 광학 무한성보다 더 가까운 깊이 평면에 대응하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.240. The method of claim 232,
Wherein the spherical wavefront corresponds to a depth plane that is closer than optical infinity.
원하는 빔의 역 푸리에 변환이 다중코어 섬유들에 주입되고, 그로 인해서 원하는 어그리게이트 파면이 생성되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.240. The method of claim 232,
Wherein an inverse Fourier transform of the desired beam is injected into the multi-core fibers, thereby producing a desired aggregate wavefront.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지-생성 소스;
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위해 복수의 다중코어 섬유들을 포함하는 다중코어 어셈블리 ― 상기 복수의 다중코어 섬유들 중 일 다중코어 섬유가 파면에서 광을 방출하고, 그로 인해서 다중코어 어셈블리는 프로젝팅된 광의 어그리게이트 파면을 생성함 ―; 및
상기 다중코어 어셈블리에 의해 방출된 어그리게이트 파면이 변경되고 그로 인해서 사용자가 상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 인지하는 초점 거리를 변경하는 방식으로 다중코어 섬유들 사이에서 위상 지연들을 유도하기 위한 위상 변조기를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
An image-generating source for providing one or more frames of image data;
A multi-core assembly comprising a plurality of multi-core fibers for projecting light associated with one or more frames of the image data, wherein one of the plurality of multi-core fibers emits light at a wavefront , Whereby the multi-core assembly generates an aggregate wavefront of the projected light; And
Core fibers to change the aggregate wavefront emitted by the multi-core assembly, thereby changing the focal length at which the user recognizes one or more frames of the image data And a phase modulator for displaying the virtual content to the user.
원하는 빔의 역 푸리에 변환이 상기 다중코어 섬유들에 주입되고, 그로 인해서 원하는 어그리게이트 파면이 생성되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.240. The method of claim 235,
Wherein an inverse Fourier transform of the desired beam is injected into the multi-core fibers, thereby creating a desired aggregate wavefront.
다중코어 섬유를 통해 광을 방출하는 단계 ― 상기 다중코어 섬유는 복수의 단일코어 섬유들을 포함하고, 상기 단일코어 섬유들은 구형 파면을 방출함 ―;
상기 복수의 단일코어 섬유들로부터 방출되는 광으로부터 어그리게이트 파면을 제공하는 단계; 및
상기 다중코어 섬유에 의해 생성된 상기 어그리게이트 파면이 유도된 위상 지연에 적어도 부분적으로 기초하여 변경되게 하기 위해서 상기 다중코어 섬유의 상기 단일코어 섬유들 사이에서 위상 지연을 유도하는 단계를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Emitting multi-core fibers, said multi-core fibers comprising a plurality of single core fibers, said single core fibers emitting spherical wavefronts;
Providing an aggregate wavefront from light emitted from the plurality of single core fibers; And
And inducing a phase delay between the single core fibers of the multi-core fibers to cause the aggregated wavefront generated by the multi-core fibers to change based at least in part on induced phase retardation. A method for displaying virtual content to a user.
상기 어그리게이트 파면은 평판 파면인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.237. The method of claim 237,
Wherein the aggregated wavefront is a flat wavefront.
상기 평판 파면은 광학 무한성에 대응하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.240. The method of claim 238,
Wherein the planar wavefront corresponds to optical infinity.
상기 어그리게이트 파면은 구형인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.237. The method of claim 237,
Wherein the aggregate wavefront is spherical.
상기 구형 파면은 광학 무한성보다 더 가까운 깊이 평면에 대응하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.241. The method of claim 240,
Wherein the spherical wavefront corresponds to a depth plane that is closer to optical infinity.
상기 어그리게이트 파면이 원하는 파면에 대응하게 하기 위해서 상기 다중코어 섬유에 원하는 파면의 역 푸리에 변환을 주입하는 단계를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.237. The method of claim 237,
Further comprising injecting an inverse Fourier transform of a desired wavefront into the multi-core fiber to make the aggregated wavefront correspond to a desired wavefront.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지-생성 소스;
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위해서 복수의 다중코어 섬유들을 포함하는 다중코어 어셈블리; 및
상기 다중코어 어셈블리에 이미지들을 입력하기 위한 이미지 주입기를 포함하고,
상기 입력 주입기는 상기 다중코어 어셈블리에 원하는 파면의 역 푸리에 변환을 입력하도록 추가로 구성가능하고, 그로 인해서 상기 다중코어 어셈블리가 상기 원하는 파면에서 상기 이미지 데이터와 연관된 광을 생성함으로써 상기 역 푸리에 변환을 출력하여, 사용자가 원하는 초점 거리에서 상기 이미지 데이터를 인지하게 허용하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
An image-generating source for providing one or more frames of image data;
A multi-core assembly including a plurality of multi-core fibers for projecting light associated with one or more frames of the image data; And
An image injector for inputting images to the multi-core assembly,
Wherein the input injector is further configurable to input an inverse Fourier transform of a desired wavefront into the multi-core assembly such that the multi-core assembly generates light associated with the image data at the desired wavefront, thereby outputting the inverse Fourier transform To allow the user to perceive the image data at a desired focal distance.
상기 원하는 파면은 홀로그램과 연관되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.249. The method of claim 243,
Wherein the desired wavefront is associated with the hologram.
상기 역 푸리에 변환은 하나 또는 그 초과의 광 빔들의 초점을 변조하기 위해 입력되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.249. The method of claim 243,
Wherein the inverse Fourier transform is input to modulate the focus of one or more light beams.
상기 복수의 다중코어 섬유들 중 일 다중코어 섬유는 다중-모드 섬유인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.249. The method of claim 243,
Wherein one of the plurality of multicore fibers is a multi-mode fiber.
상기 복수의 다중코어 섬유들 중 일 다중코어 섬유는 상기 일 다중코어 섬유를 따른 복수의 경로들을 따라 광을 전파하도록 구성되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.249. The method of claim 243,
Wherein one of the plurality of multicore fibers is configured to propagate light along a plurality of paths along the one multicore fiber.
상기 다중코어 섬유는 단일코어 섬유인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.249. The method of claim 243,
Wherein the multicore fiber is a single core fiber.
상기 다중코어 섬유는 동심 코어 섬유인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.249. The method of claim 243,
Wherein the multi-core fibers are concentric core fibers.
상기 이미지 주입기는 상기 다중코어 어셈블리에 웨이브릿 패턴을 입력하도록 구성되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.249. The method of claim 243,
Wherein the image injector is configured to input a wavelet pattern to the multi-core assembly.
상기 이미지 주입기는 상기 다중코어 어셈블리에 제르니케 계수(Zernike coefficient)를 입력하도록 구성되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.249. The method of claim 243,
Wherein the image injector is configured to input a Zernike coefficient to the multi-core assembly.
사용자 눈들의 원근조절을 결정하기 위한 원근조절 추적 모듈을 더 포함하고,
상기 이미지 주입기는 상기 사용자 눈들의 결정된 원근조절에 대응하는 파면의 역 푸리에 변환을 입력하도록 구성되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.249. The method of claim 243,
Further comprising a perspective adjustment tracking module for determining a perspective adjustment of user eyes,
Wherein the image injector is configured to input an inverse Fourier transform of a wavefront corresponding to a determined perspective adjustment of the user's eyes.
사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계 ― 결정된 원근조절은 사용자의 현재 초점 상태에 대응하는 초점 거리와 연관됨 ―;
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 도파관을 통해 프로젝팅하는 단계;
프로젝팅된 광의 초점을 상기 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 변경하는 단계; 및
상기 프로젝팅된 광을 상기 사용자 눈들에 전달하는 단계를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Determining a perspective adjustment of the user eyes; determining a perspective adjustment associated with a focal length corresponding to a current focus state of the user;
Projecting light associated with one or more frames of image data through a waveguide;
Changing the focus of the projected light based at least in part on the determined perspective adjustment; And
And delivering the projected light to the user's eyes.
상기 원근조절은 직접적으로 측정되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.259. The method of claim 253,
Wherein the perspective adjustment is directly measured.
상기 원근조절은 간접적으로 측정되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.259. The method of claim 253,
Wherein the perspective adjustment is indirectly measured.
상기 원근조절은 적외선 자기굴절매체(infrared autorefractor)를 통해 측정되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.254. The method of claim 254,
Wherein the perspective adjustment is measured via an infrared autorefractor.
상기 원근조절은 편심 광굴절(eccentric photorefraction)을 통해 측정되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.254. The method of claim 254,
Wherein the perspective adjustment is measured through eccentric photorefraction.
상기 원근조절을 추정하기 위해 상기 사용자의 두 눈들의 수렴 레벨을 측정하는 단계를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.255. The method of claim 255,
Further comprising measuring a convergence level of the two eyes of the user to estimate the perspective adjustment.
상기 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들의 하나 또는 그 초과의 부분들을 흐려지게 하는 단계를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.259. The method of claim 253,
Further comprising blurring one or more portions of one or more frames of the image data based at least in part on the determined perspective adjustment.
상기 초점은 고정된 깊이 평면들 사이에서 변경되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.259. The method of claim 253,
Wherein the focus is changed between fixed depth planes.
외부 환경이 제로 배율로 인지되게 하기 위해서 도파관의 광학 효과를 보상하기 위한 보상 렌즈를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.259. The method of claim 253,
Further comprising a compensation lens for compensating for the optical effect of the waveguide to make the external environment perceive as zero magnification.
사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계 ― 결정된 원근조절은 사용자의 현재 초점 상태에 대응하는 초점 거리와 연관됨 ―;
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 DOE(diffractive optics element)를 통해 프로젝팅하는 단계;
프로젝팅된 광의 초점을 상기 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 변경하는 단계; 및
상기 프로젝팅된 광을 상기 사용자 눈들에 전달하는 단계를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Determining a perspective adjustment of the user eyes; determining a perspective adjustment associated with a focal length corresponding to a current focus state of the user;
Projecting light associated with one or more frames of image data through a diffractive optics element (DOE);
Changing the focus of the projected light based at least in part on the determined perspective adjustment; And
And delivering the projected light to the user's eyes.
상기 원근조절은 직접적으로 측정되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.264. The method of claim 262,
Wherein the perspective adjustment is directly measured.
상기 원근조절은 간접적으로 측정되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.264. The method of claim 262,
Wherein the perspective adjustment is indirectly measured.
상기 원근조절은 적외선 자기굴절매체를 통해 측정되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.26. The method of claim 263,
Wherein the perspective adjustment is measured via an infrared magnetic refraction medium.
상기 원근조절은 편심 광굴절을 통해 측정되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.26. The method of claim 263,
Wherein the perspective adjustment is measured through eccentric optical refraction.
상기 원근조절을 추정하기 위해 상기 사용자의 두 눈들의 수렴 레벨을 측정하는 단계를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.264. The method of claim 264,
Further comprising measuring a convergence level of the two eyes of the user to estimate the perspective adjustment.
상기 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들의 하나 또는 그 초과의 부분들을 흐려지게 하는 단계를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.264. The method of claim 262,
Further comprising blurring one or more portions of one or more frames of the image data based at least in part on the determined perspective adjustment.
상기 초점은 고정된 깊이 평면들 사이에서 변경되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.264. The method of claim 262,
Wherein the focus is changed between fixed depth planes.
외부 환경이 제로 배율로 인지되게 하기 위해서 DOE의 광학 효과를 보상하기 위한 보상 렌즈를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.264. The method of claim 262,
Further comprising a compensation lens to compensate for the optical effect of the DOE to cause the external environment to be perceived as a zero magnification.
사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계 ― 결정된 원근조절은 사용자의 현재 초점 상태에 대응하는 초점 거리와 연관됨 ―;
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 자유형 광학(freeform optics)을 통해 프로젝팅하는 단계;
프로젝팅된 광의 초점을 상기 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 변경하는 단계; 및
상기 프로젝팅된 광을 상기 사용자 눈들에 전달하는 단계를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Determining a perspective adjustment of the user eyes; determining a perspective adjustment associated with a focal length corresponding to a current focus state of the user;
Projecting light associated with one or more frames of image data through freeform optics;
Changing the focus of the projected light based at least in part on the determined perspective adjustment; And
And delivering the projected light to the user's eyes.
상기 원근조절은 직접적으로 측정되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.27. The method of claim 271,
Wherein the perspective adjustment is directly measured.
상기 원근조절은 간접적으로 측정되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.27. The method of claim 271,
Wherein the perspective adjustment is indirectly measured.
상기 원근조절은 적외선 자기굴절매체를 통해 측정되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.274. The method of claim 272,
Wherein the perspective adjustment is measured via an infrared magnetic refraction medium.
상기 원근조절은 편심 광굴절을 통해 측정되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.274. The method of claim 272,
Wherein the perspective adjustment is measured through eccentric optical refraction.
상기 원근조절을 추정하기 위해 상기 사용자의 두 눈들의 수렴 레벨을 측정하는 단계를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.273. The method of claim 273,
Further comprising measuring a convergence level of the two eyes of the user to estimate the perspective adjustment.
상기 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들의 하나 또는 그 초과의 부분들을 흐려지게 하는 단계를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.27. The method of claim 271,
Further comprising blurring one or more portions of one or more frames of the image data based at least in part on the determined perspective adjustment.
상기 초점은 고정된 깊이 평면들 사이에서 변경되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.27. The method of claim 271,
Wherein the focus is changed between fixed depth planes.
외부 환경이 제로 배율로 인지되게 하기 위해서 상기 자유형 광학의 광학 효과를 보상하기 위한 보상 렌즈를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.27. The method of claim 271,
Further comprising a compensation lens for compensating for the optical effect of the free-form optics to cause the external environment to be perceived as a zero magnification.
사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계 ― 결정된 원근조절은 사용자의 현재 초점 상태에 대응하는 초점 거리와 연관됨 ―;
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하는 단계;
프로젝팅된 광의 초점을 상기 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 변경하는 단계; 및
상기 프로젝팅된 광이 상기 사용자의 현재 초점 상태에 대응하는 초점 거리로부터 오는 것으로 사용자에 의해 인지되게 하기 위해서, 상기 프로젝팅된 광을 상기 사용자 눈들에 전달하는 단계를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Determining a perspective adjustment of the user eyes; determining a perspective adjustment associated with a focal length corresponding to a current focus state of the user;
Projecting light associated with one or more frames of image data;
Changing the focus of the projected light based at least in part on the determined perspective adjustment; And
And transmitting the projected light to the user eyes to cause the projected light to be recognized by the user as coming from a focal distance corresponding to the current focal state of the user. / RTI >
상기 광은 기판 유도 광학 어셈블리를 통해 사용자에게 전달되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.29. The method of claim 280,
Wherein the light is transmitted to a user via a substrate guiding optical assembly.
상기 광은 자유형 광학 엘리먼트를 통해 사용자에게 전달되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.29. The method of claim 280,
Wherein the light is transmitted to a user via a free-form optical element.
상기 광은 DOE(diffractive optical element)를 통해 사용자에게 전달되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.29. The method of claim 280,
Wherein the light is delivered to a user via a diffractive optical element (DOE).
상기 광은 도파관들의 스택을 통해 프로젝팅되고,
상기 도파관들의 스택의 제 1 도파관은 특정 파면으로 광을 출력하도록 구성되고, 제 2 도파관은 상기 특정 파면에 관련하여 포지티브 마진 파면을 출력하도록 구성되며, 제 3 도파관은 상기 특정 파면에 관련하여 네거티브 마진 파면을 출력하도록 구성되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.29. The method of claim 280,
The light is projected through a stack of waveguides,
Wherein the first waveguide of the stack of waveguides is configured to output light to a specific wavefront and the second waveguide is configured to output a positive margin wavefront in relation to the particular wavefront and the third waveguide is configured to output a negative margin And outputting the wavefront.
상기 프로젝팅된 광이 상기 사용자 눈들에 전달될 때 상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들의 부분이 초점에서 벗어나게 하는 방식으로 상기 부분을 흐려지게 하는 단계를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.29. The method of claim 280,
Further comprising the step of blurring the portion in such a way that a portion of one or more frames of the image data is out of focus when the projected light is transmitted to the user eyes. Lt; / RTI >
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 시간-순차적 방식으로 제공하기 위한 이미지-생성 소스;
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 제공하기 위한 광 생성기;
사용자 눈의 원근조절을 추적하기 위한 원근조절 추적 모듈; 및
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광의 초점을 변경하기 위한 도파관 어셈블리를 포함하고,
이미지 데이터의 상이한 프레임들은 추적된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 상이하게 포커싱되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
An image-generating source for providing one or more frames of image data in a time-sequential manner;
A light generator for providing light associated with one or more frames of the image data;
A perspective adjustment tracking module for tracking the user's eye perspective adjustment; And
And a waveguide assembly for changing the focus of light associated with one or more frames of the image data,
Wherein different frames of image data are focused differently based at least in part on tracked perspective adjustments.
사용자 눈들의 원근조절을 결정하기 위한 원근조절 추적 모듈;
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 시간-순차적 방식으로 제공하기 위한 이미지-생성 소스;
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 광 생성기;
이미지 데이터와 연관된 광선들을 수신하고 상기 광선들을 상기 사용자 눈들 쪽으로 송신하기 위한 복수의 도파관들 ― 상기 복수의 도파관들은 사용자 눈에 면하는 방향으로 스택됨 ―; 및
송신되는 광의 초점을 상기 사용자 눈들의 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 변경하기 위한 VFE(variable focus element)를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
A perspective adjustment tracking module for determining a perspective adjustment of user eyes;
An image-generating source for providing one or more frames of image data in a time-sequential manner;
A light generator for projecting light associated with one or more frames of the image data;
A plurality of waveguides for receiving light rays associated with image data and for transmitting the light beams toward the user eyes, the plurality of waveguides being stacked in a direction facing the user eye; And
And a variable focus element (VFE) for changing the focus of transmitted light based at least in part on the determined perspective adjustment of the user's eyes.
상기 복수의 도파관들 중 일 도파관은 도파관 엘리먼트이고,
상기 복수의 도파관들 중 제 1 도파관으로부터 송신되는 이미지 데이터의 제 1 프레임의 초점은 상기 복수의 도파관들 중 제 2 도파관으로부터 송신되는 이미지 데이터의 제 2 프레임의 초점와 상이한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.298. The method of claim 287,
Wherein one of the plurality of waveguides is a waveguide element,
Wherein the focal point of the first frame of the image data transmitted from the first one of the plurality of waveguides is different from the focal point of the second frame of the image data transmitted from the second one of the plurality of waveguides, For the system.
상기 제 1 프레임은 3D 장면의 제 1 층이고, 제 2 프레임은 상기 3D 장면의 제 2 층인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.298. The method of claim 287,
Wherein the first frame is a first layer of a 3D scene and the second frame is a second layer of the 3D scene.
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들의 부분이 상기 사용자에 의해 보여질 때 초점에서 벗어나게 하는 방식으로 상기 부분을 흐려지게 하기 위한 블러(blur) 모듈을 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.298. The method of claim 287,
Further comprising a blur module for blurring the portion in such a manner as to cause the portion of one or more frames of the image data to be out of focus when viewed by the user, For the system.
상기 VFE는 상기 복수의 도파관들에 공통적인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.298. The method of claim 287,
Wherein the VFE is common to the plurality of waveguides.
상기 VFE는 상기 복수의 도파관들 중 일 도파관과 연관되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.298. The method of claim 287,
Wherein the VFE is associated with a waveguide of the plurality of waveguides.
상기 VFE가 상기 복수의 도파관들 중 두 개의 도파관들 사이에서 인터리빙되게 하기 위해서, 상기 VFE는 상기 복수의 도파관들 중 일 도파관에 결합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.298. The method of claim 287,
Wherein the VFE is coupled to a waveguide of the plurality of waveguides so that the VFE is interleaved between two of the plurality of waveguides.
상기 VFE는 상기 복수의 도파관들 중 일 도파관에 임베딩되는(embeded), 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.298. The method of claim 287,
Wherein the VFE is embeded in a waveguide of the plurality of waveguides.
상기 VFE는 회절 광학 엘리먼트인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.298. The method of claim 287,
Wherein the VFE is a diffractive optical element.
상기 VFE는 굴절 엘리먼트인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.298. The method of claim 287,
Wherein the VFE is a refraction element.
상기 VFE는 반사 엘리먼트인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.298. The method of claim 287,
Wherein the VFE is a reflective element.
도파관은 전기-활성인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.298. The method of claim 287,
A waveguide is electro-active, a system for displaying virtual content to a user.
상기 복수의 도파관들 중 하나 또는 그 초과의 도파관들은 스위칭 오프되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.298. The method of claim 287,
Wherein one or more of the plurality of waveguides are switched off.
상기 복수의 도파관들 중 일 도파관은 고정된 초점면에 대응하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.298. The method of claim 287,
Wherein a waveguide of the plurality of waveguides corresponds to a fixed focal plane.
사출 동공을 더 포함하고,
상기 사출 동공의 직경은 0.5 mm 보다 크지 않은, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.298. The method of claim 287,
Further comprising an exit pupil,
Wherein the diameter of the exit pupil is no greater than 0.5 mm.
상기 광 생성기는 스캐닝 섬유 디스플레이인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.298. The method of claim 287,
Wherein the light generator is a scanning fiber display.
사출 동공들의 어레이를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.302. The method of claim 301,
A system for displaying virtual content to a user, the system further comprising an array of exit pupils.
복수의 광 생성기들을 더 포함하고,
광 생성기는 사출 동공에 결합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.302. The method of claim 301,
Further comprising a plurality of optical generators,
Wherein the light generator is coupled to the exit pupil.
사출 동공 확장기를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.298. The method of claim 287,
Further comprising an exit pupil dilator, for displaying to the user the virtual content.
상기 사출 동공은 상기 사용자 눈들의 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 스위칭가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.302. The method of claim 301,
Wherein the exit pupil is switchable based at least in part on a determined perspective adjustment of the user eyes.
사용자 눈들의 원근조절을 결정하기 위한 원근조절 추적 모듈;
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 복수의 광 빔들을 스캐닝하기 위한 섬유 스캐닝 디스플레이 ― 상기 복수의 광 빔들 중 일 광 빔은 이동가능함 ―; 및
상기 사용자 눈들의 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들에서 시뮬레이팅된 광학 블러를 렌더링하기 위한 블러 소프트웨어를 포함하는, 시스템.As a system,
A perspective adjustment tracking module for determining a perspective adjustment of user eyes;
A fiber scanning display for scanning a plurality of light beams associated with one or more frames of image data, a light beam of the plurality of light beams being movable; And
And blur software to render the simulated optical blur in one or more frames of the image data based at least in part on the determined perspective adjustment of the user's eyes.
상기 광 빔들의 직경은 2 mm 보다 크지 않은, 시스템.317. The method of claim 307,
Wherein the diameter of the light beams is not greater than 2 mm.
상기 광 빔들의 직경은 0.5 mm 보다 크지 않은, 시스템.317. The method of claim 307,
Wherein the diameter of the light beams is not greater than 0.5 mm.
스캐닝된 광 빔이 복수의 사출 동공들을 생성하기 위해서 복제되는, 시스템.317. The method of claim 307,
Wherein the scanned light beam is duplicated to produce a plurality of exit pupils.
스캐닝된 광 빔이 더 큰 눈 박스(eye box)를 생성하기 위해서 복제되는, 시스템.317. The method of claim 307,
Wherein the scanned light beam is duplicated to produce a larger eye box.
상기 사출 동공들은 스위칭가능한, 시스템.333. The method of claim 310,
Wherein the exit pupils are switchable.
사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계;
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 복수의 광 빔들을 섬유 스캐닝 디스플레이를 통해 스캐닝하는 단계 ― 상기 이미지 데이터의 프레임들이 상기 사용자에 의해 보여질 때 초점에 맞춰 나타나게 하기 위해서 광 빔의 직경은 0.5 mm 보다 크지 않음 ―; 및
상기 사용자 눈들의 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 프레임의 하나 또는 그 초과의 부분들을 블러 소프트웨어를 통해 흐리게 하는 단계를 포함하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content,
Determining a perspective adjustment of user eyes;
Scanning a plurality of light beams associated with one or more frames of image data through a fiber scanning display, the diameter of the light beam being such that the frames of the image data appear in focus when viewed by the user, Not greater than 0.5 mm; And
Blurring one or more portions of a frame through blur software based at least in part on determined determined perspective of the user's eyes.
복수의 사출 동공들이 생성되는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.313. The method of claim 313,
Wherein a plurality of exit pupils are generated.
상기 광 빔은 단일코어 섬유에 의해 생성되는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.313. The method of claim 313,
Wherein the light beam is generated by a single core fiber.
상기 광 빔은 복수의 사출 동공들을 생성하기 위해 복제되는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.313. The method of claim 313,
Wherein the light beam is duplicated to produce a plurality of exit pupils.
상기 사출 동공들은 스위칭가능한, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.316. The method of claim 316,
Wherein the exit pupils are switchable.
광 프로젝터들의 번들(bundle)에 관련해 사용자의 동공의 포지션을 결정하는 단계 ― 상기 광 프로젝터들의 번들은 상기 사용자에게 제공될 이미지의 서브-이미지에 대응함 ―; 및
상기 사용자의 동공의 결정된 포지션에 기초하여, 상기 서브-이미지에 대응하는 광을 상기 사용자의 동공의 부분으로 드라이빙하는 단계를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Determining a position of a user's pupil with respect to a bundle of optical projectors, the bundle of optical projectors corresponding to a sub-image of an image to be provided to the user; And
Driving the light corresponding to the sub-image to a portion of the pupil of the user based on the determined position of the pupil of the user.
광 프로젝터들의 다른 번들을 통해 상기 사용자의 동공의 다른 부분에 제공되도록 상기 이미지의 다른 서브-이미지에 대응하는 광을 드라이빙하는 단계를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.318. The method of claim 318,
Further comprising driving the light corresponding to another sub-image of the image to be provided to another portion of the pupil of the user through another bundle of light projectors.
상기 섬유 스캐닝 디스플레이의 하나 또는 그 초과의 번들들의 광 프로젝터들을 상기 사용자의 동공의 하나 또는 그 초과의 부분들과 맵핑하는 단계를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.318. The method of claim 318,
Further comprising mapping light projectors of one or more bundles of bundles of the fiber scanning display with one or more portions of the pupil of the user.
상기 맵핑은 1:1 맵핑인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.33. The method of claim 320,
Wherein the mapping is a 1: 1 mapping.
상기 광의 직경은 0.5 mm 보다 크지 않은, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.318. The method of claim 318,
Wherein the diameter of the light is not greater than 0.5 mm.
상기 번들의 광 프로젝터들은 어그리게이트 파면을 생성하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.318. The method of claim 318,
Wherein the optical projectors of the bundle generate an aggregate wavefront.
상기 광 프로젝터들에 의해 생성되는 빔릿들은 이산적인(discretized) 어그리게이트 파면을 형성하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.318. The method of claim 318,
Wherein the beamlets produced by the light projectors form a discretized aggre- gation wavefront.
상기 빔릿들이 사용자 눈에 동시에 접근할 때, 상기 눈은 망막 상의 동일 스폿(spot)에 수렴하도록 상기 빔릿들을 편향시키는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.326. The method of claim 324,
And when the beamlets approach the user's eye at the same time, the eye deflects the beamlets to converge to the same spot on the retina.
상기 사용자 눈은 빔릿들의 슈퍼세트를 수신하고,
상기 빔릿들은 자신들이 동공에 관계하는 복수의 각도들에 대응하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.318. The method of claim 318,
The user eye receives a super set of beamlets,
Wherein the beamlets correspond to a plurality of angles relating to the pupil.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 제공하기 위한 광 소스; 및
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 수신하기 위한 광 디스플레이 어셈블리를 포함하고,
상기 광 디스플레이 어셈블리는 서로 이격되어 있는 다수의 사출 동공들에 대응하고,
상기 다수의 사출 동공들은 상기 사용자의 동공으로 광을 송신하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
A light source for providing light associated with one or more frames of image data; And
And an optical display assembly for receiving light associated with one or more frames of the image data,
The optical display assembly corresponding to a plurality of exit pupils spaced apart from each other,
Wherein the plurality of exit pupils transmit light to the pupil of the user.
상기 다수의 사출 동공들은 육방형 격자로 배열되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.327. The method of claim 327,
Wherein the plurality of exit pupils are arranged in a hexagonal lattice.
상기 다수의 사출 동공들은 정방형 격자로 배열되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.327. The method of claim 327,
Wherein the plurality of exit pupils are arranged in a square lattice.
상기 다수의 사출 동공들은 2-차원 어레이로 배열되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.327. The method of claim 327,
Wherein the plurality of exit pupils are arranged in a two-dimensional array.
상기 다수의 사출 동공들은 3-차원 어레이로 배열되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.327. The method of claim 327,
Wherein the plurality of exit pupils are arranged in a three-dimensional array.
상기 다수의 사출 동공들은 시간-가변 어레이로 배열되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.327. The method of claim 327,
Wherein the plurality of exit pupils are arranged in a time-varying array.
사출 동공을 형성하기 위해 복수의 광 프로젝터들을 그룹화하는 단계;
제 1 광 패턴을 제 1 사출 동공을 통해서 사용자의 동공의 제 1 부분으로 드라이빙하는 단계; 및
제 2 광 패턴을 제 2 사출 동공을 통해서 사용자의 동공의 제 2 부분으로 드라이빙하는 단계를 포함하고,
상기 제 1 광 패턴 및 제 2 광 패턴은 사용자에게 제공될 이미지의 서브-이미지에 대응하고,
상기 제 1 광 패턴은 상기 제 2 광 패턴과 상이한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Grouping a plurality of light projectors to form an exit pupil;
Driving a first light pattern through a first exit pupil to a first portion of a pupil of a user; And
Driving a second light pattern through a second exit pupil to a second portion of a pupil of a user,
Wherein the first light pattern and the second light pattern correspond to a sub-image of an image to be provided to a user,
Wherein the first light pattern is different from the second light pattern.
상기 복수의 광 프로젝터들은 육방형 격자로 배열되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.34. The method of claim 333,
Wherein the plurality of light projectors are arranged in a hexagonal grid.
상기 복수의 광 프로젝터들은 정방형 격자로 배열되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.34. The method of claim 333,
Wherein the plurality of light projectors are arranged in a square lattice.
상기 복수의 광 프로젝터들은 2-차원 어레이로 배열되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.34. The method of claim 333,
Wherein the plurality of light projectors are arranged in a two-dimensional array.
상기 복수의 광 프로젝터들은 3-차원 어레이로 배열되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.34. The method of claim 333,
Wherein the plurality of light projectors are arranged in a three-dimensional array.
상기 복수의 광 프로젝터들은 시간-가변 어레이로 배열되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.34. The method of claim 333,
Wherein the plurality of light projectors are arranged in a time-varying array.
상기 사용자의 동공의 제 1 부분은 단지 상기 제 1 사출 동공으로부터의 광만을 수신하고,
상기 사용자의 동공의 제 2 부분은 단지 상기 제 2 사출 동공으로부터의 광만을 수신하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.34. The method of claim 333,
Wherein the first portion of the pupil of the user only receives light from the first exit pupil,
Wherein the second portion of the pupil of the user only receives light from the second exit pupil.
이산적인 어그리게이트 파면을 생성하는 단계를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.34. The method of claim 333,
And generating a discrete aggregate wavefront. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
광 디스플레이 어셈블리에 관련해서 사용자의 동공의 위치를 결정하는 단계; 및
상기 동공의 결정된 위치 주위의 제한된 눈 박스에 적어도 부분적으로 기초하여 광을 상기 동공으로 수렴시키기 위한 초점을 계산하는 단계를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Determining a position of the user's pupil relative to the optical display assembly; And
And calculating a focus for converging light into the pupil based at least in part on a limited eye box around the determined position of the pupil.
광의 직경은 0.5 mm 보다 크지 않은, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.34. The method of claim 341,
Wherein the diameter of the light is not greater than 0.5 mm.
이산적인 어그리게이트 파면을 생성하는 단계를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.34. The method of claim 341,
And generating a discrete aggregate wavefront. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
원하는 어그리게이트 파면의 곡률 반경의 중심에 적어도 부분적으로 기초하여 복수의 이산적인 이웃하는 시준된 광 빔들을 어그리게이팅하는 단계를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.34. The method of claim 343,
Further comprising agagating a plurality of discrete neighboring collimated light beams based at least in part on the center of the radius of curvature of the desired aggregate wavefront.
상기 사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 단계를 더 포함하고,
상기 초점은 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 계산되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.34. The method of claim 343,
Further comprising determining a perspective adjustment of the user eyes,
Wherein the focus is calculated based at least in part on the determined perspective adjustment.
초점에서 벗어난 광 빔을 생성하기 위해 복수의 빔릿들의 광의 각도 궤적을 선택하는 단계를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.35. The method of claim 345,
Further comprising selecting an angular trajectory of light of the plurality of beamlets to produce an out-of-focus light beam.
복수의 빔릿들이 상기 사용자에게 제공될 이미지 데이터의 픽셀을 나타내는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.34. The method of claim 341,
Wherein the plurality of beamlets represent pixels of image data to be provided to the user.
상기 빔릿들은 복수의 입사 각도로 눈에 도달하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.34. The method of claim 347,
Wherein the beamlets reach the eye at a plurality of incidence angles.
상기 사용자에게 제공될 이미지의 하나 또는 그 초과의 부분들을 제공하기 위한 이미지 생성 소스; 및
상기 이미지의 하나 또는 그 초과의 부분들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 복수의 마이크로프로젝터들을 포함하고,
상기 마이크로프로젝터들은 사용자의 동공에 면하는 방식으로 포지셔닝되고,
상기 복수의 마이크로프로젝터들 중 일 마이크로프로젝터는 서브-이미지의 부분을 나타내는 광선들의 세트를 프로젝팅하도록 구성되며,
상기 광선들의 세트는 상기 사용자의 동공의 부분으로 프로젝팅되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
An image generation source for providing one or more portions of an image to be provided to the user; And
And a plurality of micro projectors for projecting light associated with one or more portions of the image,
The microprojectors are positioned in a manner facing the pupil of the user,
One of the plurality of micro projectors is configured to project a set of rays representing a portion of the sub-image,
Wherein the set of rays is projected to a portion of the pupil of the user.
상기 사용자의 동공의 제 1 부분은 복수의 마이크로프로젝터들로부터 광선들을 수신하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.35. The method of claim 349,
Wherein the first portion of the pupil of the user receives rays from a plurality of micro projectors.
상기 복수의 마이크로프로젝터들로부터의 광을 상기 사용자의 동공의 하나 또는 그 초과의 부분들로 반사시키기 위한 반사 표면을 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.35. The method of claim 349,
Further comprising a reflective surface for reflecting light from the plurality of micro projectors to one or more portions of the pupil of the user.
상기 반사 표면은 상기 사용자가 상기 반사 표면을 통해 실세계를 볼 수 있게 하는 방식으로 포지셔닝되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.35. The method of claim 349,
Wherein the reflective surface is positioned in a manner that allows the user to view the real world through the reflective surface.
광의 직경은 0.5 mm 보다 크지 않은, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.35. The method of claim 349,
Wherein the diameter of the light is not greater than 0.5 mm.
이산적인 어그리게이트 파면을 생성하는 것을 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.35. The method of claim 349,
Further comprising generating a discrete aggregate wavefront. ≪ Desc / Clms Page number 19 >
원하는 어그리게이트 파면의 곡률 반경의 중심에 적어도 부분적으로 기초하여 복수의 이산적인 이웃하는 시준된 광 빔들을 어그리게이팅하는 것을 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.35. The method of claim 349,
Further comprising agagating a plurality of discrete neighboring collimated light beams based at least in part on a center of curvature radius of the desired aggregate wavefront.
상기 사용자 눈들의 원근조절을 결정하는 것을 더 포함하고,
상기 초점은 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 계산되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.35. The method of claim 349,
Further comprising determining perspective adjustment of the user eyes,
Wherein the focus is calculated based at least in part on the determined perspective adjustment.
초점에서 벗어난 광 빔을 생성하기 위해 복수의 빔릿들의 광의 각도 궤적을 선택하는 것을 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.35. The method of claim 349,
Further comprising selecting an angular trajectory of light of the plurality of beamlets to produce an out-of-focus light beam.
복수의 빔릿들이 상기 사용자에게 제공될 이미지 데이터의 픽셀을 나타내는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.35. The method of claim 349,
Wherein the plurality of beamlets represent pixels of image data to be provided to the user.
상기 빔릿들은 복수의 입사 각도로 눈에 도달하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.35. The method of claim 350,
Wherein the beamlets reach the eye at a plurality of incidence angles.
사용자의 동공의 위치를 결정하기 위한 프로세서; 및
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 SLM들(spatial light modulators)의 어레이를 포함하고,
상기 SLM들의 어레이는 상기 사용자의 동공의 결정된 위치에 적어도 부분적으로 기초하여 포지셔닝되며,
상기 SLM들의 어레이는 상기 사용자에 의해 보여질 때 명시야(lightfield)를 생성하는, 시스템.As a system,
A processor for determining a position of a pupil of a user; And
An array of spatial light modulators (SLMs) for projecting light associated with one or more frames of image data,
Wherein the array of SLMs is positioned based at least in part on a determined location of the pupil of the user,
Wherein the array of SLMs generates a lightfield when viewed by the user.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지 생성 소스;
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광선들을 선택적으로 송신하도록 구성된 제 1 SLM(spatial light modulator);
상기 제 1 SLM과 관련하여 포지셔닝된 제 2 SLM ― 상기 제 2 SLM은 상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광선들을 선택적으로 송신하도록 또한 구성됨 ―; 및
송신된 광선들이 상기 사용자에 의해 보여질 때 명시야가 생성되게 하는 방식으로 상기 제 1 및 제 2 SLM들을 제어하기 위한 프로세서를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
An image generation source for providing one or more frames of image data;
A first SLM (spatial light modulator) configured to selectively transmit light beams associated with one or more frames of the image data;
A second SLM positioned relative to the first SLM, the second SLM being further configured to selectively transmit light beams associated with one or more frames of the image data; And
And a processor for controlling the first and second SLMs in such a way that a light field is generated when the transmitted rays are viewed by the user.
사용자 눈들의 원근조절을 결정하기 위한 원근조절 추적 모듈을 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.370. The method of claim 360 or 361,
Further comprising a perspective adjustment tracking module for determining the perspective adjustment of the user's eyes.
SLM은 LCD인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.370. The method of claim 360 or 361,
SLM is an LCD, a system for displaying virtual content to a user.
LCD는 감쇠되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.370. The method of claim 360 or 361,
The LCD is attenuated, a system for displaying virtual content to a user.
LCD는 송신된 광의 편광을 회전시키는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.370. The method of claim 360 or 361,
Wherein the LCD rotates the polarization of the transmitted light.
SLM은 DMD인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.370. The method of claim 360 or 361,
The SLM is a DMD, a system for displaying virtual content to a user.
DMD는 하나 또는 그 초과의 렌즈들에 결합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.370. The method of claim 360 or 361,
A DMD is coupled to one or more lenses, the system for displaying virtual content to a user.
SLM은 MEMs 어레이인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.370. The method of claim 360 or 361,
SLM is a MEMs array, a system for displaying virtual content to a user.
상기 MEMs 어레이는 슬라이딩 MEMs 셔터들의 어레이를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.36. The method of claim 368,
Wherein the MEMs array comprises an array of sliding MEMs shutters.
상기 MEMs 어레이는 PixtronicsMEMs array인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.36. The method of claim 368,
The MEMs array includes Pixtronics A system for displaying virtual content to a user, the MEMs array.
상기 사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 복수의 광학 섬유들을 포함하고,
복수의 광학 섬유 코어들 중 일 광학 섬유 코어는 렌즈에 결합되고,
상기 렌즈는 스캐닝 섬유에 의해 프로젝팅되는 광 빔의 직경을 변경하도록 구성되고,
상기 렌즈는 그레디언트 굴절률을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
A plurality of optical fibers for projecting light associated with one or more frames of image data to be provided to the user,
One of the plurality of optical fiber cores is coupled to the lens,
Wherein the lens is configured to change the diameter of the light beam projected by the scanning fibers,
Wherein the lens comprises a gradient index of refraction.
상기 렌즈는 GRIN 렌즈인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.37. The method of claim 371,
Wherein the lens is a GRIN lens.
상기 렌즈는 광 빔들을 시준하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.37. The method of claim 371,
Wherein the lens collimates the light beams.
섬유를 스캐닝하기 위해서 상기 복수의 광학 섬유 코어들 중 상기 일 광학 섬유 코어에 결합되는 액츄에이터를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.37. The method of claim 371,
Further comprising an actuator coupled to the one of the plurality of optical fiber cores to scan the fiber.
상기 액츄에이터는 압전 액츄에이터인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.374. The method of claim 374,
Wherein the actuator is a piezoelectric actuator.
상기 광학 섬유 코어의 단부는 렌징(lensing) 효과를 생성하기 위해서 각도를 이루어 폴리싱되는(polished), 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.37. The method of claim 371,
Wherein the end of the optical fiber core is polished at an angle to produce a lensing effect.
상기 광학 섬유 코어의 단부는 렌징 효과를 생성하기 위해서 용해되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.37. The method of claim 371,
Wherein the end of the optical fiber core is dissolved to produce a lengthening effect.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하는 단계 ― 상기 광은 복수의 광학 섬유 코어들을 통해 프로젝팅됨 ―;
상기 복수의 광학 섬유 코어들을 통해 프로젝팅되는 광을 렌즈를 통해 수정하는 단계 ― 상기 렌즈는 상기 복수의 광학 섬유 코어들의 팁(tip)에 결합됨 ―; 및
수정된 광을 상기 사용자에게 전달하는 단계를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Projecting light associated with one or more frames of image data, the light being projected through a plurality of optical fiber cores;
Modifying light projected through the plurality of optical fiber cores through a lens, the lens being coupled to a tip of the plurality of optical fiber cores; And
And delivering the modified light to the user.
상기 렌즈는 GRIN 렌즈인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.378. The method of claim 378,
Wherein the lens is a GRIN lens.
상기 렌즈는 그레디언트 굴절률을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.378. The method of claim 378,
Wherein the lens comprises a gradient index of refraction.
상기 렌즈는 상기 광학 섬유 코어들에 의해 프로젝팅되는 광 빔들을 시준하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.378. The method of claim 378,
Wherein the lens collimates light beams projected by the optical fiber cores.
상기 렌즈는 복수의 광학 섬유 코어들에 결합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.378. The method of claim 378,
Wherein the lens is coupled to a plurality of optical fiber cores.
상기 렌즈는 단일 광학 섬유 코어에 결합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.378. The method of claim 378,
Wherein the lens is coupled to a single optical fiber core.
하나 또는 그 초과의 광학 섬유 코어들이 렌징 효과를 생성하기 위해서 폴리싱된 단부를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.378. The method of claim 378,
Wherein the one or more optical fiber cores comprise polished ends to produce a lengthening effect.
하나 또는 그 초과의 광학 섬유 코어들이 렌징 효과를 생성하기 위해서 용해되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.378. The method of claim 378,
Wherein one or more optical fiber cores are dissolved to produce a lengthening effect.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 멀티플렉싱하기 위해서 복수의 섬유들을 포함하는 다중코어 어셈블리; 및
광 패턴들을 수신하고, 제 1 뷰잉 존이 단지 이미지의 제 1 부분과 연관된 광만을 수신하고 제 2 뷰잉 존이 단지 상기 이미지의 제 2 부분과 연관된 광만을 수신하게 하기 위해서 상기 광 패턴들을 송신하기 위한 도파관을 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 뷰잉 존들은 0.5 mm 보다 크지 않은, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content,
A multi-core assembly comprising a plurality of fibers for multiplexing light associated with one or more frames of image data; And
For receiving the light patterns and for transmitting the light patterns so that the first viewing zone only receives light associated with the first portion of the image and the second viewing zone only receives light associated with the second portion of the image Including a waveguide,
Wherein the first and second viewing zones are no greater than 0.5 mm.
상기 이미지 데이터의 프레임들의 하나 또는 그 초과의 부분들을 흐리게 하기 위한 블러 소프트웨어를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.396. The apparatus of claim 386,
And blur software to blur one or more portions of frames of the image data.
사용자 눈들의 원근조절을 결정하기 위한 원근조절 모듈을 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.396. The apparatus of claim 386,
Further comprising a perspective adjustment module for determining the perspective adjustment of the user's eyes.
상기 도파관은 중간 뷰잉 광학이 없이 직접 사용자 눈에 광을 프로젝팅하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.396. The apparatus of claim 386,
Wherein the waveguide projects light directly to the user's eye without intermediate viewing optics.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 멀티플렉싱하기 위해서 복수의 섬유들을 포함하는 다중코어 어셈블리;
광 패턴들을 수신하고, 제 1 뷰잉 존이 단지 이미지의 제 1 부분과 연관된 광만을 수신하고 제 2 뷰잉 존이 단지 상기 이미지의 제 2 부분과 연관된 광만을 수신하게 하기 위해서 상기 광 패턴들을 수신하기 위한 도파관 ― 상기 제 1 및 제 2 뷰잉 존들은 0.5 mm 보다 크지 않음 ―; 및
상기 제 1 및 제 2 뷰잉 존들로의 송신되는 광 빔들을 수정하기 위해서 상기 도파관에 결합되는 광학 어셈블리를 포함하는, 시스템.As a system,
A multi-core assembly comprising a plurality of fibers for multiplexing light associated with one or more frames of image data;
For receiving the light patterns and for receiving the light patterns so that the first viewing zone only receives light associated with the first portion of the image and the second viewing zone only receives light associated with the second portion of the image Waveguide, said first and second viewing zones not greater than 0.5 mm; And
And an optical assembly coupled to the waveguide for modifying the optical beams to be transmitted to the first and second viewing zones.
상기 복수의 섬유들은 광을 단일 도파관 어레이로 프로젝팅하는, 시스템.39. The method of claim 390,
Wherein the plurality of fibers project light into a single waveguide array.
상기 다중코어 어셈블리는 스캐닝되는, 시스템.39. The method of claim 390,
Wherein the multi-core assembly is scanned.
시간-가변 광 필드가 생성되는, 시스템.39. The method of claim 390,
Wherein a time-variable optical field is generated.
상기 광학 어셈블리는 DOE 엘리먼트인, 시스템.39. The method of claim 390,
Wherein the optical assembly is a DOE element.
상기 광학 어셈블리는 LC 층인, 시스템.39. The method of claim 390,
Wherein the optical assembly is an LC layer.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 다중코어 어셈블리를 통해 프로젝팅하는 단계 ― 상기 다중코어 어셈블리는 복수의 광학 섬유 코어들을 포함함 ―; 및
사용자의 동공의 제 1 부분이 이미지의 제 1 부분과 연관된 광을 수신하고 상기 사용자의 동공의 제 2 부분이 상기 이미지의 제 2 부분과 연관된 광을 수신하게 하기 위해서, 프로젝팅된 광을 도파관을 통해 전달하는 단계를 포함하는, 방법.As a method,
Projecting light associated with one or more frames of image data through a multi-core assembly, the multi-core assembly comprising a plurality of optical fiber cores; And
The first portion of the user's pupil receives the light associated with the first portion of the image and the second portion of the user's pupil receives the light associated with the second portion of the image, ≪ / RTI >
상기 제 1 및 제 2 부분들의 직경은 0.5 mm 보다 크지 않은, 방법.41. The method of claim 396,
Wherein the diameters of the first and second portions are not greater than 0.5 mm.
상기 복수의 광학 섬유 코어들은 단일 도파관 어레이로 광을 프로젝팅하는, 방법.41. The method of claim 396,
Wherein the plurality of optical fiber cores project light into a single waveguide array.
상기 다중코어 어셈블리는 스캐닝되는, 방법.41. The method of claim 396,
Wherein the multi-core assembly is scanned.
상기 도파관은 복수의 반사기들을 포함하는, 방법.41. The method of claim 396,
Wherein the waveguide comprises a plurality of reflectors.
상기 반사기들의 각도는 가변적인, 방법.41. The method of claim 400,
Wherein the angles of the reflectors are variable.
제 1 및 제 2 뷰잉 존들에 전달되는 광을 수정하기 위해서 광학들의 세트를 더 포함하는, 방법.41. The method of claim 396,
Further comprising a set of optics to modify light transmitted to the first and second viewing zones.
상기 광학들의 세트는 DOE 엘리먼트인, 방법.41. The method of claim 402,
Wherein the set of optics is a DOE element.
상기 광학들의 세트는 자유형 광학인, 방법.41. The method of claim 402,
Wherein the set of optics is free-running optics.
상기 광학들의 세트는 LC 층인, 방법.41. The method of claim 402,
Wherein the set of optics is an LC layer.
사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 마이크로프로젝터들의 어레이를 포함하고,
상기 마이크로프로젝터들의 어레이는 사용자의 동공의 위치에 관련해서 포지셔닝되고,
상기 광이 상기 사용자의 동공으로 프로젝팅되는, 시스템.As a system,
An array of microprojectors for projecting light associated with one or more frames of image data to be presented to a user,
The array of microprojectors being positioned relative to the position of the pupil of the user,
Wherein the light is projected into the pupil of the user.
제 1 및 제 2 광 빔들이 겹치는, 시스템.41. The method of claim 406,
Wherein the first and second light beams overlap.
제 1 및 제 2 광 빔들이 폴리싱되는 번들링된 섬유의 임계 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 편향되는, 시스템.41. The method of claim 406,
Wherein the first and second light beams are deflected based at least in part on a critical angle of the bundled fiber being polished.
폴리싱되는 번들링된 섬유들은 디스플레이의 해상도를 증가시키기 위해서 사용되는, 시스템.41. The method of claim 406,
Wherein the polished bundled fibers are used to increase the resolution of the display.
폴리싱되는 번들링된 섬유들은 명시야를 생성하기 위해서 사용되는, 시스템.41. The method of claim 406,
Wherein the bundled fibers being polished are used to create a bright field.
사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 마이크로프로젝터들의 어레이 ― 상기 마이크로프로젝터들의 어레이는 사용자의 동공의 위치에 관련해서 포지셔닝되고, 상기 광이 상기 사용자의 동공으로 프로젝팅됨 ―; 및
상기 사용자의 동공으로 프로젝팅되는 광을 수정하기 위해서 상기 마이크로프로젝터들의 어레이에 결합되는 광학 엘리먼트를 포함하는, 시스템.As a system,
An array of microprojectors for projecting light associated with one or more frames of image data to be presented to a user, the array of microprojectors being positioned relative to a position of a pupil of a user, Projected into the pupil; And
And an optical element coupled to the array of microprojectors for modifying light projected into the pupil of the user.
광 빔들을 송신하기 위한 복수의 다중코어 섬유들 ― 복수의 빔들은 함께 결합됨 ―; 및
상기 복수의 다중코어 섬유들을 함께 번들링하기 위한 결합 엘리먼트를 포함하고,
상기 다중코어 섬유들의 번들은, 번들링된 섬유들의 제 1 섬유로부터 송신된 제 1 광 빔이 제 1 경로 길이를 갖고 상기 번들링된 섬유들의 제 2 섬유로부터 송신된 제 2 광 빔이 제 2 경로 길이를 갖게 하기 위해서 섬유의 종축에 관련해서 임계 각도로 폴리싱되고, 상기 제 1 경로 길이는 상기 제 1 광 빔이 상기 제 2 광 빔에 관련해서 이위상(out of phase)되게 상기 제 2 경로 길이와 상이한, 시스템.As a system,
A plurality of multicore fibers for transmitting light beams, the plurality of beams coupled together; And
And a coupling element for bundling the plurality of multi-core fibers together,
The bundle of multi-core fibers is configured such that a first light beam transmitted from a first fiber of bundled fibers has a first path length and a second light beam transmitted from a second fiber of bundled fibers has a second path length Wherein the first path length is different from the second path length in such a way that the first light beam is out of phase with respect to the second light beam, , system.
상기 제 1 및 제 2 광 빔들은 겹치는, 시스템.411. The method of claim 411 or 412,
Wherein the first and second light beams overlap.
상기 제 1 및 제 2 광 빔들은 폴리싱되는 번들링된 섬유의 임계 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 편향되는, 시스템411. The method of claim 411 or 412,
Wherein the first and second light beams are deflected based at least in part on a critical angle of the bundled fiber being polished.
폴리싱되는 번들링된 섬유들은 디스플레이의 해상도를 증가시키기 위해서 사용되는, 시스템. 411. The method of claim 411 or 412,
Wherein the polished bundled fibers are used to increase the resolution of the display.
폴리싱되는 번들링된 섬유들은 명시야를 생성하기 위해서 사용되는, 시스템.411. The method of claim 411 or 412,
Wherein the bundled fibers being polished are used to create a bright field.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지-생성 소스;
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광 빔들을 송신하기 위한 복수의 광학 섬유 코어들; 및
상기 광학 섬유 코어들로부터 시준된 광을 수신하고 상기 광 빔들을 사용자 눈에 전달하기 위해서 상기 복수의 광학 섬유 코어들에 결합되는 광학 엘리먼트를 포함하고,
상기 광 빔들은, 제 1 광 빔이 제 1 각도로 사용자 눈의 부분에 전달되고 제 2 광 빔이 제 2 각도로 상기 사용자 눈의 동일 부분에 전달되게 하기 위해서, 상기 사용자 눈에 복수의 각도들로 전달되며,
상기 제 1 각도는 상기 제 2 각도와 상이한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
An image-generating source for providing one or more frames of image data;
A plurality of optical fiber cores for transmitting light beams associated with one or more frames of the image data; And
An optical element coupled to the plurality of optical fiber cores to receive collimated light from the optical fiber cores and to transmit the light beams to a user's eye,
The light beams are incident on the user's eye at a plurality of angles, such that the first light beam is transmitted to a portion of the user's eye at a first angle and the second light beam is transmitted to the same portion of the user's eye at a second angle, Lt; / RTI >
Wherein the first angle is different from the second angle.
상기 광학 엘리먼트는 도파관인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.41. The method of claim 417,
Wherein the optical element is a waveguide.
상기 광학 섬유 코어들을 통한 광의 송신을 변조하기 위한 위상 변조기를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.41. The method of claim 417,
Further comprising a phase modulator for modulating the transmission of light through the optical fiber cores.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하는 단계;
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광 빔들을 복수의 광학 섬유 코어들을 통해 송신하는 단계; 및
상기 광 빔들을 복수의 각도들로 사용자 눈들에 전달하는 단계를 포함하는, 방법.As a method,
Providing one or more frames of image data;
Transmitting light beams associated with one or more frames of the image data through a plurality of optical fiber cores; And
And transmitting the light beams to user eyes at a plurality of angles.
상기 복수의 광학 섬유 코어들의 위상 지연을 변조하는 단계를 더 포함하는, 방법.43. The method of claim 420,
Further comprising modulating a phase delay of the plurality of optical fiber cores.
상기 복수의 광학 섬유 코어들에 광학 엘리먼트를 결합하는 단계를 더 포함하는, 방법.43. The method of claim 420,
And coupling the optical element to the plurality of optical fiber cores.
상기 광학 엘리먼트는 도파관인, 방법.42. The method of claim 422,
Wherein the optical element is a waveguide.
상기 광학 엘리먼트는 자유형 광학인, 방법.42. The method of claim 422,
Wherein the optical element is free-running optics.
상기 광학 엘리먼트는 DOE인, 방법.42. The method of claim 422,
Wherein the optical element is a DOE.
상기 광학 엘리먼트는 SGO인, 방법.42. The method of claim 422,
Wherein the optical element is SGO.
사용자에게 제공될 하나 또는 그 초과의 이미지들과 연관된 광 빔들을 생성하기 위한 복수의 광학 섬유 코어들; 및
상기 광 빔들을 변조하기 위해서 상기 복수의 광학 섬유 코어들에 결합되는 복수의 위상 변조기들을 포함하고,
상기 복수의 위상 변조기들은 복수의 광 빔들의 결과로서 생성되는 파면에 영향을 주는 방식으로 광을 변조하는, 가상 현실 디스플레이 시스템.As a virtual reality display system,
A plurality of optical fiber cores for generating light beams associated with one or more images to be presented to a user; And
And a plurality of phase modulators coupled to the plurality of optical fiber cores for modulating the light beams,
Wherein the plurality of phase modulators modulate light in a manner that affects a resulting wavefront of a plurality of light beams.
하나 또는 그 초과의 광학 섬유 코어들은 하나 또는 그 초과의 각도들로 편향되는, 가상 현실 디스플레이 시스템.42. The method of claim 427,
Wherein one or more of the optical fiber cores are deflected at one or more angles.
상기 복수의 광학 섬유 코어들 중 일 광학 섬유는 GRIN 렌즈에 결합되는, 가상 현실 디스플레이 시스템.42. The method of claim 427,
Wherein one of the plurality of optical fiber cores is coupled to a GRIN lens.
상기 복수의 광학 섬유 코어들은 상기 광학 섬유 코어들을 스캐닝하도록 물리적으로 작동되는, 가상 현실 디스플레이 시스템.42. The method of claim 427,
Wherein the plurality of optical fiber cores are physically actuated to scan the optical fiber cores.
사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하는 단계;
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 복수의 광학 섬유 코어들을 통해 프로젝팅하는 단계; 및
상기 복수의 광학 섬유 코어들에 의해 생성되는 어그리게이트 파면에 영향을 주는 방식으로 상기 복수의 광학 섬유 코어들에 의해 프로젝팅되는 광을 복수의 위상 변조기들을 통해 변조하는 단계를 포함하는, 방법.As a method,
Providing one or more frames of image data to be provided to a user;
Projecting light associated with one or more frames of the image data through a plurality of optical fiber cores; And
Modulating light projected by the plurality of optical fiber cores through a plurality of phase modulators in a manner that affects an aggregate wavefront generated by the plurality of optical fiber cores.
하나 또는 그 초과의 광학 섬유 코어들에 의해 프로젝팅되는 광이 하나 또는 그 초과의 각도들로 편향되는, 방법.43. The method of claim 431,
Wherein light projected by one or more optical fiber cores is deflected at one or more angles.
하나 또는 그 초과의 광학 섬유 코어들이 GRIN 렌즈에 결합되는, 방법.43. The method of claim 431,
Wherein one or more optical fiber cores are coupled to the GRIN lens.
광학 광 빔들을 스캐닝하는 단계를 더 포함하고,
상기 복수의 광학 섬유 코어들은 상기 광학 섬유 코어들을 스캐닝하도록 물리적으로 작동되는, 방법.43. The method of claim 431,
Further comprising scanning the optical light beams,
Wherein the plurality of optical fiber cores are physically actuated to scan the optical fiber cores.
사용자에게 제공될 이미지와 연관된 광 빔들을 송신하기 위한 광학 섬유 코어들의 어레이; 및
단일 노달 포인트를 통해서 상기 광학 섬유 코어들의 어레이에 의해 출력되는 복수의 광 빔들을 편향시키기 위해 상기 광학 섬유 코어들의 어레이에 결합되는 렌즈를 포함하고,
상기 렌즈는 광학 섬유 코어의 이동이 렌즈로 하여금 이동하게 하기 위해서 상기 광학 섬유 코어들에 물리적으로 부착되고,
상기 단일 노달 포인트는 스캐닝되는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content,
An array of optical fiber cores for transmitting light beams associated with an image to be presented to a user; And
And a lens coupled to the array of optical fiber cores for deflecting a plurality of light beams output by the array of optical fiber cores through a single nodal point,
Wherein the lens is physically attached to the optical fiber cores so that movement of the optical fiber core causes the lens to move,
Wherein the single nodal point is scanned.
상기 광학 섬유 코어들의 어레이에 의해 출력되는 광 빔들은 상기 사용자에게 제공될 이미지의 픽셀을 나타내는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 435,
Wherein the light beams output by the array of optical fiber cores represent pixels of an image to be provided to the user.
상기 렌즈는 GRIN 렌즈인, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 435,
Wherein the lens is a GRIN lens.
상기 광학 섬유 코어들의 어레이는 명시야를 디스플레이하기 위해서 사용되는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 435,
Wherein the array of optical fiber cores is used to display a bright field.
광학 섬유 코어들의 다른 어레이에 의해 출력되는 광 빔들의 다른 세트는 상기 사용자에게 제공될 이미지의 다른 픽셀을 나타내는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템. 53. The method of claim 435,
Wherein another set of light beams output by another array of optical fiber cores represents another pixel of an image to be provided to the user.
광학 섬유 코어들의 다수의 어레이들은 상기 사용자에게 제공될 이미지의 픽셀을 나타내도록 결합되는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 435,
Wherein a plurality of arrays of optical fiber cores are coupled to represent pixels of an image to be provided to the user.
광학 섬유 코어들의 다수의 어레이들은 사용자의 동공의 미리 결정된 부분에 광 빔들을 전달하도록 구성되는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 435,
Wherein the plurality of arrays of optical fiber cores are configured to transmit light beams to a predetermined portion of the user ' s pupil.
상기 출력되는 광 빔들은 발산하고 있는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 435,
Wherein the output light beams are diverging.
상기 출력되는 광 빔들은 수렴하고 있는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 435,
Wherein the output light beams are converging.
상기 출력되는 광 빔들의 애퍼처 수는 개별 광학 섬유 코어들에 의해 송신되는 광 빔들과 관련해서 증가되는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 435,
Wherein the aperture number of the output light beams is increased with respect to the light beams transmitted by the individual optical fiber cores.
증가되는 애퍼처 수는 더 높은 해상도를 허용하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.444. The method of claim 444,
Wherein the increased aperture number allows higher resolution.
광학 섬유 코어들의 어레이는, 제 1 광학 섬유를 통해 이동하는 제 1 광 빔의 경로 길이가 제 2 광학 섬유를 통해 이동하는 제 2 광 빔의 경로 길이와 상이함으로써 사용자 눈에 전달되는 광 빔들의 복수의 초점 길이들을 허용하게 하는 방식으로, 베벨링되는(beveled), 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 435,
The array of optical fiber cores are arranged such that the path length of the first light beam traveling through the first optical fiber is different from the path length of the second light beam traveling through the second optical fiber, Wherein the focal lengths of the first and second focal lengths are allowed.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 광학 섬유 코어들의 어레이 ― 상기 광학 섬유 코어들의 어레이의 하나 또는 그 초과의 광학 섬유 코어들은 프로젝팅된 광이 편향되게 하는 각도로 폴리싱되고, 폴리싱된 각도는 광학 엘리먼트와 관련해서 상기 광학 섬유 코어들의 어레이의 제 1 및 제 2 광학 섬유 코어들 사이에 경로 길이 차이들을 야기함 ―; 및
편향된 광 빔들을 수신하고 상기 편향된 광 빔들을 적어도 하나의 축으로 스캐닝하기 위한 광 스캐너를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
An array of optical fiber cores for projecting light associated with one or more frames of image data, the one or more optical fiber cores of the array of optical fiber cores having an angle that causes the projected light to deflect The polished and polished angle causes path length differences between the first and second optical fiber cores of the array of optical fiber cores relative to the optical element; And
And a light scanner for receiving the deflected light beams and for scanning the deflected light beams onto at least one axis.
프레임;
상기 프레임에 의해서 운반되며, 상기 프레임이 상기 사용자에 의해 착용될 때 상기 사용자의 적어도 하나의 눈 앞에 포지셔닝가능한 마이크로프로젝터들의 어레이; 및
상기 마이크로프로젝터들에 이미지 정보를 제공하기 위해서 상기 마이크로프로젝터들의 어레이에 통신가능하게 결합되는 로컬 제어기를 포함하고,
상기 로컬 제어기는 적어도 하나의 프로세서, 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 통신가능하게 결합된 적어도 하나의 비일시적 프로세서 판독가능 매체들을 포함하고,
상기 적어도 하나의 비일시적 프로세서 판독가능 매체들은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 데이터를 프로세싱, 캐싱 및 저장하는 것 중 적어도 하나를 행하고 그리고 사용자에 대한 가상 또는 증강 현실 가시적 경험 중 적어도 하나를 생성하기 위해 이미지 정보를 상기 마이크로프로젝터들에 제공하게 하는 프로세서-실행가능 명령들 또는 데이터 중 적어도 하나를 저장하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.A system for providing at least one of a virtual or augmented reality experience to a user,
frame;
An array of microprojectors carried by the frame and capable of being positioned in front of at least one eye of the user when the frame is worn by the user; And
And a local controller communicatively coupled to the array of microprojectors to provide image information to the microprojectors,
Wherein the local controller comprises at least one processor and at least one non-volatile processor readable medium communicatively coupled to the at least one processor,
Wherein the at least one non-volatile processor readable medium, when executed by the at least one processor, causes the at least one processor to perform at least one of processing, caching, and storing data, At least one of processor-executable instructions or data that causes the microprojectors to provide image information to generate at least one of a real-world experience, a virtual or augmented reality experience for the user, system.
상기 프레임에 의해 지지되고, 상기 프레임이 상기 사용자에 의해 착용될 때 광을 상기 마이크로프로젝터들로부터 상기 사용자의 적어도 하나의 눈 쪽으로 지향시키도록 배향되는 적어도 하나의 반사기를 더 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 448,
Further comprising at least one reflector supported by the frame and oriented to direct light from the microprojectors towards at least one eye of the user when the frame is worn by the user. A system for providing at least one of augmented reality experience.
상기 마이크로프로젝터들은 복수의 스캐닝 섬유 디스플레이들의 개별 스캐닝 섬유 디스플레이를 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 448,
Wherein the microprojectors comprise an individual scanning fiber display of a plurality of scanning fiber displays, wherein the microprojectors provide the user with at least one of a virtual or augmented reality experience.
상기 스캐닝 섬유 디스플레이들 각각은 자신의 원위(distal) 팁에 개별 시준 렌즈를 갖는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 448,
Wherein each of the scanning fiber displays has an individual collimating lens at its distal tip, the system providing at least one of a virtual or augmented reality experience to a user.
개별 시준 렌즈는 그레디언트 굴절률(GRIN) 렌즈인, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 448,
Wherein the individual collimating lens is a gradient refractive index (GRIN) lens to provide the user with at least one of a virtual or augmented reality experience.
상기 개별 시준 렌즈는 곡선형 렌즈인, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 448,
Wherein the individual collimating lens is a curvilinear lens, wherein the system is configured to provide at least one of a virtual or augmented reality experience to a user.
상기 개별 시준 렌즈는 개별 스캐닝 섬유 디스플레이의 원위 팁에 융합되는(fused), 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 448,
Wherein the discrete collimating lens is fused to a distal tip of an individual scanning fiber display to provide the user with at least one of a virtual or augmented reality experience.
스캐닝 섬유 디스플레이는 자신의 원위 팁에서 개별 회절 렌즈를 갖는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 448,
Wherein the scanning fiber display has an individual diffractive lens at its distal tip, the system providing at least one of a virtual or augmented reality experience to a user.
스캐닝 섬유 디스플레이들 각각은 자신의 원위 팁에 개별 분산기를 갖는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 448,
Wherein each of the scanning fiber displays has an individual disperser on its distal tip, the system providing the user with at least one of a virtual or augmented reality experience.
상기 분산기는 개별 원위 팁으로 에칭되는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.46. The method of claim 456,
Wherein the disperser is etched with an individual distal tip, the system providing the user with at least one of a virtual or augmented reality experience.
스캐닝 섬유 디스플레이들 각각은 자신의 원위 팁에 개별 렌즈를 갖고,
상기 렌즈는 자극에 대한 응답으로 자유롭게 진동하도록 충분한 거리만큼 원위 팁으로부터 연장하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 448,
Each of the scanning fiber displays has an individual lens at its distal tip,
Wherein the lens extends from the distal tip a distance sufficient to oscillate freely in response to a stimulus, the system providing a user with at least one of a virtual or augmented reality experience.
스캐닝 섬유 디스플레이들 각각은 자신의 원위 팁에 개별 반사기를 갖고,
상기 반사기는 자극에 대한 응답으로 자유롭게 진동하도록 충분한 거리만큼 원위 팁으로부터 연장하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 448,
Each of the scanning fiber displays has a separate reflector on its distal tip,
Wherein the reflector extends from the distal tip a distance sufficient to oscillate freely in response to a stimulus, the user being provided with at least one of a virtual or augmented reality experience.
상기 스캐닝 섬유 디스플레이들 각각은 개별 단일 모드 광학 섬유를 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.459. The method of claim 459,
Wherein each of the scanning fiber displays comprises an individual single mode optical fiber, wherein the system provides the user with at least one of virtual or augmented reality experience.
상기 스캐닝 섬유 디스플레이들 각각은 적어도 단일 모드 광학 섬유의 원위 팁을 이동시키도록 결합되는 개별 기계 트랜스듀서를 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.459. The method of claim 459,
Wherein each of the scanning fiber displays comprises an individual machine transducer coupled to move at least a distal tip of the single mode optical fiber to provide at least one of a virtual or augmented reality experience to the user.
상기 개별 기계 트랜스듀서들은 각각의 압전 액츄에이터들인, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.46. The method of claim 461,
Wherein the discrete mechanical transducers are respective piezoelectric actuators, the system providing at least one of a virtual or augmented reality experience to a user.
단일 모드 광학 섬유 코어들 각각은 원위 팁을 갖고,
원위 팁들은 반구형 렌즈 형상을 갖는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 460,
Each of the single mode optical fiber cores has a distal tip,
Wherein the distal tips have a hemispherical lens shape, and provide the user with at least one of a virtual or augmented reality experience.
단일 모드 광학 섬유 코어들 각각은 원위 팁을 갖고,
원위 팁들은 자신들에 부착된 굴절 렌즈를 갖는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 460,
Each of the single mode optical fiber cores has a distal tip,
Wherein the distal tips have a refracting lens attached to them, the system providing the user with at least one of a virtual or augmented reality experience.
복수의 단일 모드 광학 섬유 코어들을 함께 유지하는 투명 홀더 기판을 더 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 460,
A system for providing at least one of a virtual or augmented reality experience to a user, the system further comprising a transparent holder substrate for holding a plurality of single mode optical fiber cores together.
투명 홀더 기판은 단일 모드 광학 섬유 코어들의 클래딩의 굴절률에 적어도 대략 매칭하는 굴절률을 갖는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 460,
Wherein the transparent holder substrate has a refractive index that at least approximately matches the refractive index of the cladding of the single mode optical fiber cores to provide a user with at least one of virtual or augmented reality experience.
투명 홀더 기판은 공통 스폿 쪽으로 각각 각도를 이루는 복수의 단일 모드 광학 섬유 코어들을 유지하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 460,
Wherein the transparent holder substrate holds a plurality of single mode optical fiber cores each angled toward a common spot, the system providing a user with at least one of virtual or augmented reality experience.
복수의 단일 모드 광학 섬유 코어들을 일제히 이동시키도록 결합되는 적어도 하나의 기계 트랜스듀서를 더 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 460,
Further comprising at least one machine transducer coupled to move a plurality of single mode optical fiber cores together. ≪ Desc / Clms Page number 17 >
적어도 하나의 기계 트랜스듀서는 복수의 단일 모드 광학 섬유 코어들의 기계 공진 주파수에서 상기 복수의 단일 모드 광학 섬유 코어들을 진동시키고,
상기 복수의 단일 모드 광학 섬유 코어들의 부분들은 투명 홀더 기판으로부터 캔틸레버되는(cantilevered out), 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 448,
At least one mechanical transducer vibrates the plurality of single mode optical fiber cores at a machine resonant frequency of the plurality of single mode optical fiber cores,
Wherein portions of the plurality of single mode optical fiber cores are cantilevered out of the transparent holder substrate to provide the user with at least one of virtual or augmented reality experience.
상기 마크로프로젝터들은 복수의 평판 도파관들의 개별 도파관을 포함하고,
상기 평판 도파관들 각각의 부분은 홀더 기판으로부터 캔틸레버되어 연장하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 448,
Wherein the macro projectors comprise individual waveguides of a plurality of planar waveguides,
Wherein a portion of each of the planar waveguides extends cantilevered from the holder substrate to provide a user with at least one of a virtual or augmented reality experience.
상기 복수의 평판 도파관들을 일제히 이동시키기 위해 결합된 적어도 하나의 기계 트랜스듀서를 더 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 470,
Further comprising at least one machine transducer coupled to move the plurality of planar waveguides together. ≪ Desc / Clms Page number 17 >
상기 적어도 하나의 기계 트랜스듀서는 평판 도파관들의 기계 공진 주파수에서 홀더 기판을 진동시키는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.47. The method of claim 471,
Wherein the at least one mechanical transducer oscillates the holder substrate at a machine resonant frequency of the planar waveguides.
상기 마이크로프로젝터들은 홀더 기판에 대해서 상기 평판 도파관들의 개별 도파관을 이동시키도록 결합되는 복수의 압전 액츄에이터들의 압전 액츄에이터들을 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.47. The method of claim 471,
Wherein the microprojectors comprise piezoelectric actuators of a plurality of piezoelectric actuators coupled to move a respective waveguide of the planar waveguides relative to a holder substrate.
상기 평판 도파관들 각각은 평판 도파관의 개별 길이를 따라 내부 전반사 경로를 정의하고,
상기 평판 도파관들은 개별 내부 전반사 경로 외부로 광을 전파하도록 동작가능한 복수의 전자적으로 스위칭가능한 DOE들(diffractive optical elements)의 개별 DOE들을 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.47. The method of claim 471,
Each of the planar waveguides defining an internal total internal reflection path along a respective length of the planar waveguide,
Wherein the planar waveguides comprise individual DOEs of a plurality of electronically switchable diffractive optical elements operable to propagate light out of a respective total internal reflection path to provide a user with at least one of a virtual or augmented reality experience system.
상기 마이크로프로젝터들의 어레이는 광학 섬유 코어들의 어레이를 포함하고,
상기 광학 섬유 코어들 각각은 원위 팁 및 적어도 하나의 베벨 에지를 갖는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 448,
Wherein the array of microprojectors comprises an array of optical fiber cores,
Each of the optical fiber cores having a distal tip and at least one beveled edge, the system providing the user with at least one of a virtual or augmented reality experience.
상기 적어도 하나의 베벨 에지는 원위 팁에 있고,
상기 원위 팁은 폴리싱된 원위 팁인, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.48. The method of claim 475,
Wherein the at least one beveled edge is at a distal tip,
Wherein the distal tip is a polished distal tip, the user being provided with at least one of a virtual or augmented reality experience.
상기 광학 섬유 코어들 각각은 자신의 개별 원위 팁에 반사 표면을 갖는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.49. The method of claim 476,
Each of the optical fiber cores having a reflective surface at a respective distal tip thereof, for providing a user with at least one of a virtual or augmented reality experience.
상기 원위 팁은 개별 광학 섬유의 종축에 대해 정의된 임계 각도로 원위 팁에 있는 출력 에지를 갖는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템. 48. The method of claim 477,
Wherein the distal tip has an output edge at a distal tip at a critical angle defined for the longitudinal axis of the discrete optical fibers.
상기 정의된 임계 각도는 개별 광학 섬유의 종축에 대해 대략 사십오(45)°인, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.49. The method of claim 478,
Wherein the defined critical angle is about forty-five (45) degrees with respect to the longitudinal axis of the discrete optical fibers, to provide a user with at least one of a virtual or augmented reality experience.
광학 섬유 코어들의 원위 단부들을 나가는 광의 광학 경로에서 상기 광의 복수의 빔들을 수신하기 위한 포커싱 렌즈를 더 포함하고,
상기 빔들은 서로 이위상인, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 448,
Further comprising a focusing lens for receiving a plurality of beams of light in an optical path of light exiting distal ends of the optical fiber cores,
Wherein the beams are mutually offset, providing a user with at least one of a virtual or augmented reality experience.
X-Z 데카르트 좌표계에서 적어도 하나의 광학 섬유에 의해 방출되는 광을 이동시키기 위해서, X-Y 데카르트 좌표계에서 광학 섬유 코어들 중 적어도 하나를 이동시키도록 결합되는 적어도 하나의 트랜스듀서를 더 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 448,
Further comprising at least one transducer coupled to move at least one of the optical fiber cores in an XY Cartesian coordinate system to move light emitted by the at least one optical fiber in an XZ Cartesian coordinate system. A system for providing at least one of augmented reality experience.
적어도 하나의 트랜스듀서는 캔틸레버되는 부분들이 연장하는 방향에 직교하는 방향으로 광학 섬유 코어들의 캔틸레버된 부분을 공진시키는 제 1 압전 액츄에이터인, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 448,
Wherein the at least one transducer is a first piezoelectric actuator that resonates a cantilevered portion of the optical fiber cores in a direction perpendicular to the direction in which the cantilevered portions extend.
상기 광학 섬유 코어들은 광학 섬유 코어들의 얇은 리본을 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템. 49. The method of claim 482,
Wherein the optical fiber cores include thin ribbons of optical fiber cores, to provide a user with at least one of virtual or augmented reality experience.
상기 적어도 하나의 트랜스듀서는 캔틸레버되는 부분들이 연장하는 방향에 종적인 방향으로 적어도 광학 섬유 코어들의 캔틸레버된 부분을 이동시키는 제 2 압전 액츄에이터인, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.49. The method of claim 481,
Wherein the at least one transducer is a second piezoelectric actuator for moving at least a cantilevered portion of the optical fiber cores in a longitudinal direction in a direction in which the portions to be cantilevered extend to provide the user with at least one of virtual or augmented reality experience system.
상기 마이크로프로젝터들은 광학 섬유 코어들 중 적어도 하나의 종축을 따라 느린 스캔을 제공하도록 동작가능한 적어도 하나의 단일 축 거울을 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.49. The method of claim 484,
Wherein the microprojectors comprise at least one single axis mirror operable to provide a slow scan along a longitudinal axis of at least one of the optical fiber cores.
광학 섬유 코어들의 어레이는 다중코어 섬유를 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.454. The method of claim 448,
Wherein the array of optical fiber cores comprises multi-core fibers, the system providing at least one of virtual or augmented reality experience to a user.
상기 다중코어 섬유는 단일 도관 내에 복수의 ― 대략 7 개의 ― 성기게 위치된 클러스터들을 포함하고,
각각의 클러스터는 3개의 광학 섬유 코어들을 포함하고,
각각의 광학 섬유는 광의 3개의 상이한 컬러들의 개별 컬러를 운반하기 위한 것인, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.49. The method of claim 486,
Wherein the multi-core fibers comprise a plurality of - approximately seven-elastically positioned clusters in a single conduit,
Each cluster comprising three optical fiber cores,
Wherein each optical fiber is for carrying individual colors of three different colors of light. ≪ Desc / Clms Page number 13 >
상기 다중코어 섬유는 단일 도관 내에 복수의 ― 대략 19 개의 ― 성기게 위치된 클러스터들을 포함하고,
각각의 클러스터는 3개의 광학 섬유 코어들을 포함하고,
각각의 광학 섬유는 3 개의 상이한 컬러들의 겹친 스폿들의 트리아드(triad)를 생성하기 위해서 광의 3개의 상이한 컬러들의 개별 컬러를 운반하기 위한 것인, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.49. The method of claim 486,
Said multi-core fibers comprising a plurality of - approximately 19 - resiliently located clusters in a single conduit,
Each cluster comprising three optical fiber cores,
Wherein each optical fiber is for carrying individual colors of three different colors of light to create a triad of overlapping spots of three different colors, For the system.
상기 다중코어 섬유는 단일 도관 내에 적어도 하나의 클러스터를 포함하고,
상기 클러스터는 적어도 3 개의 광학 섬유 코어들을 포함하며,
상기 광학 섬유 코어들 각각은 광의 적어도 두 개의 상이한 컬러들을 운반하기 위한 것인, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.49. The method of claim 486,
Wherein the multi-core fibers comprise at least one cluster in a single conduit,
The cluster comprising at least three optical fiber cores,
Wherein each of the optical fiber cores is for carrying at least two different colors of light.
상기 다중코어 섬유는 단일 도관 내에 적어도 하나의 클러스터를 포함하고,
상기 적어도 하나의 클러스터는 4 개의 광학 섬유 코어들을 포함하며,
각각의 광학 섬유는 광의 4 개의 상이한 컬러들의 개별 컬러를 운반하기 위한 것이며,
상기 4 개의 컬러들 중 하나의 컬러는 적외선이거나 또는 거의 적외선인, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.49. The method of claim 489,
Wherein the multi-core fibers comprise at least one cluster in a single conduit,
Said at least one cluster comprising four optical fiber cores,
Each optical fiber is intended to carry individual colors of four different colors of light,
Wherein the color of one of the four colors is infrared or nearly infrared.
상기 다중코어 섬유는 엄격한 번들의 복수의 코어들을 포함하고,
상기 시스템은 성긴 나선형 패턴으로 코어들을 이동시키도록 결합되는 적어도 하나의 트랜스듀서를 더 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.49. The method of claim 489,
Wherein the multi-core fibers comprise a plurality of cores of rigid bundle,
The system further comprising at least one transducer coupled to move the cores in a spiral pattern in a spiral pattern, wherein the system provides the user with at least one of a virtual or augmented reality experience.
상기 적어도 하나의 베벨 에지는 원위 팁으로부터 내부 쪽으로 이격되는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.48. The method of claim 475,
Wherein the at least one beveled edge is spaced inwardly from a distal tip, the user being provided with at least one of a virtual or augmented reality experience.
상기 적어도 하나의 베벨 에지는 폴리싱되는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.48. The method of claim 475,
Wherein the at least one beveled edge is polished, the user being provided with a virtual or augmented reality experience.
X-Z 데카르트 좌표계에서 적어도 하나의 광학 섬유에 의해 방출되는 광을 이동시키기 위해서, X-Y 데카르트 좌표계에서 광학 섬유 코어들 중 적어도 하나를 이동시키도록 결합되는 적어도 하나의 트랜스듀서를 더 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.49. The method of claim 493,
Further comprising at least one transducer coupled to move at least one of the optical fiber cores in an XY Cartesian coordinate system to move light emitted by the at least one optical fiber in an XZ Cartesian coordinate system. A system for providing at least one of augmented reality experience.
광학 섬유 코어들의 베벨 에지들을 나가는 광의 광학 경로에서 상기 광의 복수의 빔들을 수신하기 위한 포커싱 렌즈를 더 포함하고,
상기 빔들은 서로 이위상인, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.49. The method of claim 492,
Further comprising a focusing lens for receiving a plurality of beams of light in an optical path of light exiting beveled edges of optical fiber cores,
Wherein the beams are mutually offset, providing a user with at least one of a virtual or augmented reality experience.
레이저;
상호 코히런스를 획득하기 위해서 다중코어 섬유의 다수의 코어들에 상기 레이저의 출력을 광학적으로 결합하는 적어도 하나의 위상 변조기를 더 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.49. The method of claim 482,
laser;
A system for providing at least one of a virtual or augmented reality experience to a user, the system further comprising at least one phase modulator for optically coupling the output of the laser to a plurality of cores of multi-core fibers to obtain mutual coherence .
상기 다중코어 섬유의 다수의 코어들의 개개의 코어들의 입력 단부의 업스트림에 광학적으로 결합되는 렌즈릿 어레이; 및
상기 렌즈릿 어레이로부터의 광을 상기 다중코어 섬유의 코어들로 편향시키기 위해서 상기 다중코어 섬유의 코어들의 입력 단부와 복수의 시준 렌즈들 사이에 광학적으로 결합되는 프리즘 어레이를 더 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.49. The method of claim 496,
A lenslet array optically coupled to an upstream of an input end of each of the plurality of cores of the multi-core fiber; And
Further comprising a prism array optically coupled between an input end of the cores of the multi-core fibers and a plurality of collimating lenses for deflecting light from the lenslet array into cores of the multi- Or augmented reality experience.
상기 다중코어 섬유의 다수의 코어들의 개개의 코어들의 입력 단부의 업스트림에 광학적으로 결합되는 렌즈릿 어레이; 및
상기 렌즈릿 어레이로부터의 광을 상기 다중코어 섬유의 코어들로 편향시키기 위해서 상기 다중코어 섬유의 코어들의 입력 단부와 상기 렌즈릿 어레이 사이에 광학적으로 결합되는 공유된 포커싱 렌즈를 더 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.49. The method of claim 497,
A lenslet array optically coupled to an upstream of an input end of each of the plurality of cores of the multi-core fiber; And
Further comprising a shared focusing lens optically coupled between the input end of the cores of the multi-core fibers and the lenslet array for deflecting light from the lenslet array into cores of the multi-core fiber Virtual < RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI > augmented reality experience.
상기 마이크로프로젝터들의 어레이는 적어도 하나의 반사기를 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 반사기는 스캔 패턴을 생성하도록 동작가능하고, 광학 섬유 코어들의 어레이에 광학적으로 결합되는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.48. The method of claim 475,
The array of microprojectors further comprising at least one reflector,
Wherein the at least one reflector is operable to generate a scan pattern and is optically coupled to an array of optical fiber cores, wherein the at least one reflector is operable to generate a scan pattern.
상기 적어도 하나의 반사기는 래스터(raster) 스캔 패턴, 리사주(Lissajous) 스캔 패턴, 또는 다중초점 빔의 나선형 스캔 패턴 중 적어도 하나를 생성하도록 동작가능한, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.The method of claim 499,
Wherein the at least one reflector provides at least one of a virtual or augmented reality experience to a user operable to generate at least one of a raster scan pattern, a Lissajous scan pattern, or a spiral scan pattern of a multi-focus beam ≪ / RTI >
다중코어 섬유의 각각의 코어는 겹침이 없이 이미지 평면의 개별 부분을 어드레싱하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.48. The method of claim 475,
Wherein each core of the multi-core fibers addresses a respective portion of an image plane without overlap, the system providing at least one of a virtual or augmented reality experience to a user.
다중코어 섬유의 각각의 코어는 실질적인 겹침이 없이 이미지 평면의 개별 부분을 어드레싱하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.48. The method of claim 475,
Wherein each core of the multicore fiber addresses a respective portion of an image plane with no substantial overlap, the system providing at least one of a virtual or augmented reality experience to a user.
사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지-소스;
광 스캐닝 디스플레이 ― 상기 광 스캐닝 디스플레이는 상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 복수의 섬유들을 포함하고, 상기 복수의 섬유들은 액츄에이터를 사용하여 스캐닝됨 ―; 및
명시야가 상기 사용자에게 제공되게 하는 방식으로 상기 섬유 스캐닝 디스플레이를 제어하기 위한 프로세서를 포함하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content,
An image-source for providing one or more frames of image data to be provided to a user;
An optical scanning display, the optical scanning display comprising a plurality of fibers for projecting light associated with one or more frames of the image data, the plurality of fibers being scanned using an actuator; And
And a processor for controlling the fiber scanning display in such a way that a bright field is provided to the user.
상기 액츄에이터는 상기 섬유 스캐닝 디스플레이의 모든 섬유들 사이에 공유되는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 503,
Wherein the actuator is shared between all fibers of the fiber scanning display.
각각의 섬유는 자신의 개별 액츄에이터를 갖는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 503,
Each fiber having its own individual actuator.
상기 복수의 섬유들은 상기 복수의 섬유들이 함께 이동하게 하기 위해서 격자에 의해 기계적으로 결합되는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.504. The method of claim 504,
Wherein the plurality of fibers are mechanically coupled by a grating to allow the plurality of fibers to move together.
상기 격자는 그래핀(graphene) 평면인, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 506,
Wherein the grid is a graphene plane.
상기 격자는 경량 버팀대인, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 506,
Wherein the grid is a lightweight brace.
프레임;
상기 프레임에 의해서 운반되며, 상기 프레임이 상기 사용자에 의해 착용될 때 상기 사용자의 적어도 하나의 눈 앞에 포지셔닝가능한 디스플레이 시스템; 및
상기 디스플레이 시스템에 이미지 정보를 제공하기 위해서 상기 디스플레이 시스템에 통신가능하게 결합되는 로컬 제어기를 포함하고,
상기 로컬 제어기는 적어도 하나의 프로세서, 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 통신가능하게 결합된 적어도 하나의 비일시적 프로세서 판독가능 매체들을 포함하고,
상기 적어도 하나의 비일시적 프로세서 판독가능 매체들은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 데이터를 프로세싱, 캐싱 및 저장하는 것 중 적어도 하나를 행하고 그리고 사용자에 대한 가상 또는 증강 현실 가시적 경험 중 적어도 하나를 생성하기 위해 이미지 정보를 디스플레이에 제공하게 하는 프로세서-실행가능 명령들 또는 데이터 중 적어도 하나를 저장하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.A system for providing at least one of a virtual or augmented reality experience to a user,
frame;
A display system carried by the frame and capable of being positioned in front of at least one eye of the user when the frame is worn by the user; And
And a local controller communicatively coupled to the display system for providing image information to the display system,
Wherein the local controller comprises at least one processor and at least one non-volatile processor readable medium communicatively coupled to the at least one processor,
Wherein the at least one non-volatile processor readable medium, when executed by the at least one processor, causes the at least one processor to perform at least one of processing, caching, and storing data, And at least one of processor-executable instructions or data that causes the display to provide image information to generate at least one of the real-visible experience.
상기 디스플레이는 적어도 하나의 웨지(wedge)-형상 도파관을 포함하고,
상기 웨지-형상 도파관은 제 1 웨지-형상 도파관의 두께에 걸쳐 서로 대향되는 적어도 두 개의 평면 표면들 및 길이를 갖고,
상기 웨지-형상 도파관의 입구 부분을 통해 정의된 각도들로 상기 웨지-형상 도파관에 상기 길이를 따라 들어오는 광은 내부 전반사를 통해 전파하고,
상기 웨지-형상 도파관의 두께는 상기 웨지-형상 도파관의 길이를 따라 선형적으로 변하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.509. The method of claim 509,
The display includes at least one wedge-shaped waveguide,
The wedge-shaped waveguide has at least two planar surfaces and a length opposite to each other over the thickness of the first wedge-shaped waveguide,
The light entering the wedge-shaped waveguide along the length at the defined angles through the entrance portion of the wedge-shaped waveguide propagates through the total internal reflection,
Wherein the thickness of the wedge-shaped waveguide linearly varies along the length of the wedge-shaped waveguide.
상기 웨지-형상 도파관은 바이모달 내부 전반사를 제공하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.53. The method of claim 510,
Wherein the wedge-shaped waveguide provides bimodal internal total reflection, wherein the wedge-shaped waveguide provides bimodal internal total reflection to the user.
상기 웨지-형상 도파관의 입구 부분을 따라 개별 상이한 위치들에서 상기 웨지-형상 도파관에 광학적으로 결합되는 적어도 두 개의 프로젝터들을 더 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.509. The method of claim 509,
Further comprising at least two projectors optically coupled to the wedge-shaped waveguide at discrete different locations along an entrance portion of the wedge-shaped waveguide to provide at least one of a user with a virtual or augmented reality experience.
상기 웨지-형상 도파관의 입구 부분을 따라 개별 상이한 위치들에서 상기 웨지-형상 도파관에 광학적으로 결합되는 복수의 프로젝터들의 제 1 선형 어레이를 더 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템. 509. The method of claim 509,
Further comprising a first linear array of a plurality of projectors optically coupled to the wedge-shaped waveguide at discrete different locations along an inlet portion of the wedge-shaped waveguide to provide the user with at least one of a virtual or augmented reality experience ≪ / RTI >
상기 복수의 프로젝터들의 제 1 선형 어레이의 프로젝터들은 스캐닝 섬유 디스플레이들인, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.53. The method of claim 513,
Wherein the projectors of the first linear array of the plurality of projectors are scanning fiber displays, the user being provided with at least one of virtual or augmented reality experience.
상기 웨지-형상 도파관의 입구 부분을 따라 상기 웨지-형상 도파관에 광학적으로 결합되는 복수의 공간 광 변조기들의 스택을 더 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.509. The method of claim 509,
Further comprising a stack of a plurality of spatial light modulators optically coupled to the wedge-shaped waveguide along an inlet portion of the wedge-shaped waveguide.
상기 웨지-형상 도파관의 입구 부분을 따라 하나 또는 그 초과의 위치들에서 상기 웨지-형상 도파관에 광학적으로 결합되는 다중코어 광학 섬유를 더 포함하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.509. The method of claim 509,
Further comprising a multi-core optical fiber optically coupled to the wedge-shaped waveguide at one or more locations along an inlet portion of the wedge-shaped waveguide to provide the user with at least one of a virtual or augmented reality experience For the system.
상기 프로젝터들의 제 1 선형 어레이의 프로젝터들은 제 1 각도로 상기 웨지-형상 도파관에 광을 주입하기 위해서 상기 웨지-형상 도파관에 광학적으로 결합되고,
상기 시스템은 상기 웨지-형상 도파관의 입구 부분을 따라 개별 상이한 위치들에서 상기 웨지-형상 도파관에 광학적으로 결합되는 복수의 프로젝터들의 제 2 선형 어레이를 더 포함하고,
상기 프로젝터들의 제 2 선형 어레이의 프로젝터들은 제 2 각도로 상기 웨지-형상 도파관에 광을 주입하기 위해서 상기 웨지-형상 도파관에 광학적으로 결합되고,
상기 제 2 각도는 상기 제 1 각도와 상이한, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.509. The method of claim 509,
Projectors of a first linear array of projectors are optically coupled to the wedge-shaped waveguide to inject light into the wedge-shaped waveguide at a first angle,
The system further includes a second linear array of a plurality of projectors optically coupled to the wedge-shaped waveguide at discrete different locations along an inlet portion of the wedge-shaped waveguide,
The projectors of the second linear array of projectors are optically coupled to the wedge-shaped waveguide for injecting light into the wedge-shaped waveguide at a second angle,
Wherein the second angle is different from the first angle, wherein the second angle is different from the first angle.
상기 입구 부분은 상기 웨지-형상 도파관의 종방향 단부인, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.509. The method of claim 509,
Wherein the inlet portion is a longitudinal end of the wedge-shaped waveguide, the user being provided with at least one of a virtual or augmented reality experience.
상기 입구 부분은 상기 웨지-형상 도파관의 측방향 에지인, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.509. The method of claim 509,
Wherein the inlet portion is a lateral edge of the wedge-shaped waveguide.
상기 입구 부분은 상기 웨지-형상 도파관의 평면 표면들 중 하나인, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.509. The method of claim 509,
Wherein the inlet portion is one of planar surfaces of the wedge-shaped waveguide, to provide a user with at least one of a virtual or augmented reality experience.
프로젝터에 광학적으로 결합되는 적어도 하나의 광학 컴포넌트를 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 광학 컴포넌트는 상기 웨지-형상 도파관 내에서 광의 내부 전반사를 획득하는 각도들로 상기 웨지-형상 도파관에 광을 광학적으로 결합하기 위해서 상기 프로젝터로부터 수신되는 광의 각도를 변경하는, 사용자에게 가상 또는 증강 현실 경험 중 적어도 하나를 제공하기 위한 시스템.509. The method of claim 509,
Further comprising at least one optical component optically coupled to the projector,
Wherein said at least one optical component changes the angle of light received from said projector to optically couple light into said wedge-shaped waveguide at angles to obtain total internal total of light within said wedge-shaped waveguide. Or augmented reality experience.
상기 사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광 빔들을 프로젝팅하기 위한 마이크로프로젝터들의 어레이 ― 마이크로프로젝터는 상기 마이크로프로젝터들의 어레이의 하나 또는 그 초과의 마이크로프로젝터에 관련해서 이동가능하도록 구성가능함 ―;
상기 마이크로프로젝터들의 어레이를 하우징하기 위한 프레임; 및
상기 하나 또는 그 초과의 프로젝터들로부터 송신되는 하나 또는 그 초과의 광 빔들이 상기 마이크로프로젝터들의 어레이에 관련해서 상기 하나 또는 그 초과의 마이크로프로젝터들의 포지션의 함수로서 변조됨으로써 사용자에게 명시야를 전달하는 것을 가능하게 하는 방식으로, 상기 하나 또는 그 초과의 광 빔들을 제어하기 위해서 상기 마이크로프로젝터들의 어레이의 하나 또는 그 초과의 마이크로프로젝터들에 동작가능하게 결합되는 프로세서를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템A system for displaying virtual content to a user,
An array of microprojectors for projecting light beams associated with one or more frames of image data to be provided to the user, the microprojector being movable relative to one or more microprojectors of the array of microprojectors Configurable to -;
A frame for housing an array of microprojectors; And
Transmitting one or more light beams transmitted from the one or more projectors to the user by modulating them as a function of the position of the one or more microprojectors relative to the array of microprojectors A processor operatively coupled to one or more microprojectors of the array of microprojectors to control the one or more light beams in a manner that enables virtual content to be displayed System for
상기 마이크로프로젝터들의 어레이의 일 마이크로프로젝터는 렌즈에 결합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 522,
Wherein one microprojector of the array of microprojectors is coupled to the lens.
상기 마이크로프로젝터들의 어레이는 상기 사용자에게 제공될 이미지의 원하는 해상도에 기초하는 방식으로 배열되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 522,
Wherein the array of microprojectors is arranged in a manner that is based on a desired resolution of the image to be provided to the user.
상기 마이크로프로젝터들의 어레이는 원하는 시야에 기초하여 배열되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 522,
Wherein the array of microprojectors is arranged based on a desired field of view.
복수의 마이크로프로젝터들의 광 빔들은 겹치는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 522,
Wherein the light beams of the plurality of micro projectors overlap.
액츄에이터를 더 포함하고,
상기 액츄에이터는 하나 또는 그 초과의 마이크로프로젝터들에 결합되며,
상기 액츄에이터는 상기 하나 또는 그 초과의 마이크로프로젝터들을 이동시키도록 구성가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 522,
Further comprising an actuator,
The actuator is coupled to one or more microprojectors,
Wherein the actuator is configurable to move the one or more micro projectors.
상기 액츄에이터는 복수의 마이크로프로젝터들에 결합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 522,
Wherein the actuator is coupled to a plurality of micro projectors.
상기 액츄에이터는 단일 마이크로프로젝터에 결합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 522,
Wherein the actuator is coupled to a single microprojector.
상기 마이크로프로젝터들의 어레이의 일 마이크로프로젝터는 격자에 기계적으로 결합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 522,
Wherein one microprojector of the array of microprojectors is mechanically coupled to the grid.
상기 격자는 그래핀 시트인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 530,
Wherein the grid is a graphen sheet.
상기 격자는 카본 나노튜브들의 행렬인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 530,
Wherein the grid is a matrix of carbon nanotubes.
복수의 마이크로프로젝터들 모두가 동일한 캔틸레버되는 길이를 갖기 위해서, 상기 복수의 마이크로프로젝터들은 레이저 절삭 디바이스를 통해 절삭되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 522,
Wherein the plurality of micro projectors are cut through the laser cutting device so that all of the plurality of micro projectors have the same cantilevered length.
부분 반구형 기판 및 선택성 필터를 포함하고,
상기 선택성 필터는 사용자 눈으로의 광 빔들을 선택적으로 통과시키도록 구성되는, 콘택트 렌즈.A contact lens for interfacing with a cornea of a user's eye of a virtual or augmented reality display,
A semi-hemispherical substrate and a selective filter,
Wherein the selective filter is configured to selectively pass light beams to the user's eye.
상기 선택성 필터는 노치 필터인, 콘택트 렌즈.534. The method of claim 534,
Wherein the selective filter is a notch filter.
노치 필터는 대략 450 nm의 파장들(최고로 청색)은 실질적으로 차단하고, 전자기 스펙트럼의 가시 부분의 다른 파장들은 실질적으로 통과시키는, 콘택트 렌즈.534. The method of claim 534,
Wherein the notch filter substantially blocks wavelengths of approximately 450 nm (maximum blue) and substantially passes other wavelengths of the visible portion of the electromagnetic spectrum.
상기 노치 필터는 대략 530 nm의 파장들(녹색)은 실질적으로 차단하고, 전자기 스펙트럼의 가시 부분의 다른 파장들은 실질적으로 통과시키는, 콘택트 렌즈.534. The method of claim 534,
Wherein the notch filter substantially blocks wavelengths (green) of approximately 530 nm and substantially passes other wavelengths of visible portions of the electromagnetic spectrum.
상기 노치 필터는 대략 650 nm의 파장들은 실질적으로 차단하고, 전자기 스펙트럼의 가시 부분의 다른 파장들은 실질적으로 통과시키는, 콘택트 렌즈.534. The method of claim 534,
Wherein the notch filter substantially blocks wavelengths of approximately 650 nm and substantially passes other wavelengths of visible portions of the electromagnetic spectrum.
상기 노치 필터는 기판에 의해 운반되는 유전체 물질의 복수의 층들을 포함하는, 콘텐트 렌즈.53. The method of claim 538,
Wherein the notch filter comprises a plurality of layers of dielectric material carried by the substrate.
상기 필터는 1.5 mm 미만의 직경의 핀홀 개구부를 갖는, 콘택트 렌즈.53. The method of claim 538,
Wherein the filter has a pinhole opening with a diameter of less than 1.5 mm.
상기 핀홀 개구부는 복수의 파장들의 광 빔들이 통과하도록 허용하는, 콘택트 렌즈.535. The method of claim 540,
Wherein the pinhole opening permits light beams of a plurality of wavelengths to pass through.
핀홀의 크기는 상기 디스플레이의 초점의 원하는 깊이에 적어도 부분적으로 기초하여 변경되는, 콘택트 렌즈.53. The method of claim 538,
Wherein the size of the pinhole is varied at least partially based on a desired depth of focus of the display.
복수의 동작 모드들을 더 포함하는, 콘택트 렌즈.53. The method of claim 538,
And further comprising a plurality of modes of operation.
가상 컨텐츠의 다중-깊이의 초점 디스플레이 구성을 더 포함하는, 콘택트 렌즈.53. The method of claim 538,
Further comprising a multi-depth focus display configuration of the virtual content.
사용자 눈의 원근조절을 결정하기 위해서 원근조절 추적 모듈을 더 포함하는, 콘택트 렌즈.53. The method of claim 538,
Further comprising a perspective adjustment tracking module to determine a perspective adjustment of the user's eye.
특정 디스플레이 오브젝트의 초점 깊이가 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 변경되는, 콘택트 렌즈.53. The method of claim 538,
Wherein the focus depth of a particular display object is changed based at least in part on the determined perspective adjustment.
이미지가 도파관을 통해 중계되고,
중계되는 이미지는 특정 깊이의 초점와 연관되는, 콘택트 렌즈.53. The method of claim 538,
The image is relayed through the waveguide,
The relayed image is associated with a particular depth of focus.
사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하는 단계;
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하는 단계; 및
프로젝팅된 광을 사용자의 동공에 결합된 부분 반구형 기판을 통해서 수신하고, 상기 사용자의 동공으로의 광 빔들을 선택적으로 필터링 아웃하는 단계를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Providing one or more frames of image data to be provided to a user;
Projecting light associated with one or more frames of the image data; And
Receiving the projected light through a partially hemispherical substrate coupled to the user ' s pupil, and selectively filtering out light beams to the user ' s pupil.
상기 광은 노치 필터를 통해 필터링되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.54. The method of claim 548,
Wherein the light is filtered through a notch filter.
상기 노치 필터는 대략 450 nm의 파장들(최고로 청색)은 실질적으로 차단하고, 전자기 스펙트럼의 가시 부분의 다른 파장들은 실질적으로 통과시키는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.53. The method of claim 549,
Wherein the notch filter substantially blocks wavelengths (maximum blue) of approximately 450 nm and substantially passes other wavelengths of visible portions of the electromagnetic spectrum.
상기 노치 필터는 대략 530 nm의 파장들(녹색)은 실질적으로 차단하고, 전자기 스펙트럼의 가시 부분의 다른 파장들은 실질적으로 통과시키는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.53. The method of claim 549,
Wherein the notch filter substantially blocks wavelengths (green) of approximately 530 nm and substantially passes other wavelengths of visible portions of the electromagnetic spectrum.
상기 노치 필터는 대략 650 nm의 파장들은 실질적으로 차단하고, 전자기 스펙트럼의 가시 부분의 다른 파장들은 실질적으로 통과시키는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.53. The method of claim 549,
Wherein the notch filter substantially blocks wavelengths of approximately 650 nm and substantially passes other wavelengths of visible portions of the electromagnetic spectrum.
상기 노치 필터는 기판에 의해 운반되는 유전체 물질의 복수의 층들을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.53. The method of claim 549,
Wherein the notch filter comprises a plurality of layers of dielectric material carried by the substrate.
상기 필터는 1.5 mm 미만의 직경의 핀홀 개구부를 갖는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.53. The method of claim 549,
Wherein the filter has a pinhole opening diameter of less than 1.5 mm.
상기 핀홀 개구부는 복수의 파장들의 광 빔들이 통과하도록 허용하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.554. The method of claim 554,
Wherein the pinhole opening permits light beams of a plurality of wavelengths to pass through.
상기 핀홀의 크기는 상기 디스플레이의 초점의 원하는 깊이에 적어도 부분적으로 기초하여 변경되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.554. The method of claim 554,
Wherein the size of the pinhole is modified based at least in part on a desired depth of focus of the display.
상기 부분 반구형 기판은 콘택트 렌즈인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.54. The method of claim 548,
Wherein the partially hemispherical substrate is a contact lens.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 사용자 눈들에 프로젝팅하기 위한 광 프로젝션 시스템 ― 상기 광 프로젝션 시스템은 상기 이미지 데이터와 연관된 복수의 픽셀들에 대응하는 광을 프로젝팅하도록 구성됨 ―; 및
상기 사용자에게 디스플레이되는 상기 복수의 픽셀들의 초점 깊이를 변조하기 위한 프로세서를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
A light projection system for projecting light associated with one or more frames of image data to user eyes, the light projection system being configured to project light corresponding to a plurality of pixels associated with the image data; And
And a processor for modulating a focus depth of the plurality of pixels displayed to the user.
상기 초점 깊이는 공간적으로 변조되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.55. The method of claim 558,
Wherein the focus depth is spatially modulated.
상기 초점 깊이는 시간에 걸쳐 변조되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.55. The method of claim 558,
Wherein the focus depth is modulated over time.
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 시간-순차적 방식으로 제공하기 위한 이미지-생성 소스를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.55. The method of claim 558,
Further comprising an image-generating source for providing one or more frames of the image data in a time-sequential manner.
상기 초점 깊이는 프레임 단위 기반으로 변조되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.55. The method of claim 558,
Wherein the focus depth is modulated on a frame-by-frame basis.
상기 광 프로젝션 시스템은 복수의 광학 섬유 코어들을 포함하고,
상기 초점 깊이는, 상기 복수의 광학 섬유 코어들의 부분이 제 1 초점 깊이와 연관되고 상기 복수의 광학 섬유 코어들의 다른 부분이 제 2 초점 깊이와 연관되게 하기 위해서, 상기 복수의 광학 섬유 코어들에 걸쳐 변조되고,
상기 제 1 초점 깊이는 상기 제 2 초점 깊이와 상이한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.55. The method of claim 558,
The optical projection system comprising a plurality of optical fiber cores,
Wherein the focus depth is selected such that a portion of the plurality of optical fiber cores is associated with a first focus depth and another portion of the plurality of optical fiber cores is associated with a second focus depth, Modulated,
Wherein the first focus depth is different from the second focus depth.
특정 프레임의 제 1 디스플레이 오브젝트는 제 1 초점 깊이를 통해 디스플레이되고,
상기 특정 프레임의 제 2 디스플레이 오브젝트는 제 2 초점 깊이를 통해 디스플레이되며,
상기 제 1 초점 깊이는 상기 제 2 초점 깊이와 상이한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.55. The method of claim 558,
A first display object of a particular frame is displayed through a first focus depth,
A second display object of the particular frame is displayed through a second focus depth,
Wherein the first focus depth is different from the second focus depth.
특정 프레임의 제 1 픽셀은 제 1 초점 깊이와 연관되고,
상기 특정 프레임의 제 2 픽셀은 제 2 초점 깊이와 연관되며,
상기 제 1 초점 깊이는 상기 제 2 초점 깊이와 상이한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.55. The method of claim 558,
A first pixel of a particular frame is associated with a first focus depth,
A second pixel of the particular frame is associated with a second focus depth,
Wherein the first focus depth is different from the second focus depth.
상기 사용자 눈들의 원근조절을 결정하기 위한 원근조절 추적 모듈을 더 포함하고,
상기 초점 깊이는 결정된 원근조절에 적어도 부분적으로 기초하여 변조되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.55. The method of claim 558,
Further comprising a perspective adjustment tracking module for determining a perspective adjustment of the user eyes,
Wherein the focus depth is modulated based at least in part on the determined perspective adjustment.
광 생성 시스템과 연관된 광 생성의 패턴이 상기 결정된 원근조절에 동적으로 종속되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.57. The method of claim 566,
Wherein the pattern of light generation associated with the light generating system is dynamically dependent on the determined perspective adjustment.
상기 패턴은 복수의 광학 섬유 코어들의 스캐닝 패턴인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.55. The method of claim 567,
Wherein the pattern is a scanning pattern of a plurality of optical fiber cores.
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 부분들을 흐리게 하기 위한 블러 모듈을 더 포함하고,
상기 블러는 제 1 스캔 패턴과 제 2 스캔 패턴 사이에서의 전환 또는 제 1 해상도 스캔 피치로부터 제 2 해상도 스캔 피치로의 전환을 원활하게 하도록 생성되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.55. The method of claim 558,
Further comprising a blur module for blurring one or more portions of the image data,
Wherein the blur is generated to facilitate switching between a first scan pattern and a second scan pattern or a transition from a first resolution scan pitch to a second resolution scan pitch.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 사용자 눈들에 프로젝팅하기 위한 광 프로젝션 시스템 ― 상기 광 프로젝션 시스템은 상기 이미지 데이터와 연관된 복수의 픽셀들에 대응하는 광을 프로젝팅하도록 구성됨 ―; 및
상기 사용자에게 디스플레이되는 상기 복수의 픽셀들의 크기를 변조하기 위한 프로세서를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
A light projection system for projecting light associated with one or more frames of image data to user eyes, the light projection system being configured to project light corresponding to a plurality of pixels associated with the image data; And
And a processor for modulating the size of the plurality of pixels displayed to the user.
상기 광 프로젝션 시스템은 섬유 스캐닝 디스플레이인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.535. The method of claim 570,
Wherein the light projection system is a fiber scanning display.
프로젝팅된 광은 스캐닝 패턴을 통해 디스플레이되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.58. The method of claim 571,
Wherein the projected light is displayed through a scanning pattern.
상기 프로세서는 스캐닝 패턴의 타입에 적어도 부분적으로 기초하여 특정 픽셀의 크기를 변조하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.535. The method of claim 570,
Wherein the processor modulates the size of a particular pixel based at least in part on the type of scanning pattern.
하나 또는 그 초과의 픽셀들의 크기는 스캐닝 패턴의 스캔 라인들 사이의 거리에 적어도 부분적으로 기초하여 변조될 수 있는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.535. The method of claim 570,
Wherein the size of one or more pixels can be modulated based at least in part on a distance between scan lines of a scanning pattern.
제 1 픽셀의 크기는 동일 프레임의 제 2 픽셀의 크기와 상이한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.535. The method of claim 570,
Wherein the size of the first pixel is different from the size of the second pixel of the same frame.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하는 단계 ― 프로젝팅된 광의 하나 또는 그 초과의 광 빔들은 하나 또는 그 초과의 픽셀들에 대응하고, 광은 섬유 스캐닝 디스플레이를 통해 프로젝팅됨 ―; 및
상기 사용자에게 디스플레이되는 상기 하나 또는 그 초과의 픽셀들의 크기를 변조하는 단계를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Projecting light associated with one or more frames of image data, wherein one or more of the light beams of the projected light corresponds to one or more of the pixels, -; And
And modulating the size of the one or more pixels displayed to the user.
특정 픽셀의 크기는 상기 섬유 스캐닝 디스플레이의 스캐닝 패턴에 적어도 부분적으로 기초하여 변경되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.58. The method of claim 576,
Wherein the size of a particular pixel is changed based at least in part on a scanning pattern of the fiber scanning display.
상기 하나 또는 그 초과의 픽셀들의 크기는 스캐닝 패턴의 스캔 라인들 사이의 거리에 적어도 부분적으로 기초하여 변조되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.58. The method of claim 577,
Wherein the size of the one or more pixels is modulated based at least in part on a distance between scan lines of the scanning pattern.
상기 하나 또는 그 초과의 픽셀들의 크기는 가변적인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.58. The method of claim 578,
Wherein the size of the one or more pixels is variable.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 전달하는 디스플레이 시스템 ― 상기 디스플레이 시스템은 복수의 픽셀들을 포함하고, 상기 디스플레이 시스템은 가변적인 라인 피치를 갖는 광을 스캔함 ―;
하나 또는 그 초과의 픽셀들의 크기를 수정하기 위해서 상기 복수의 픽셀들 중 하나 또는 그 초과의 픽셀들을 가변적으로 흐리게 하기 위한 블러 모듈; 및
픽셀 크기가 상기 디스플레이 시스템의 라인 피치에 적어도 부분적으로 기초하여 변경되게 하는 방식으로 상기 블러 모듈을 제어하기 위한 프로세서를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
A display system for delivering light associated with one or more frames of image data, the display system comprising a plurality of pixels, the display system scanning light having a variable line pitch;
A blur module for variably blurring one or more of the plurality of pixels to modify the size of one or more pixels; And
And a processor for controlling the blur module in such a manner that the pixel size is changed based at least in part on the line pitch of the display system.
상기 디스플레이 시스템은 섬유 스캐닝 시스템인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.535. The method of claim 580,
Wherein the display system is a fiber scanning system.
상기 픽셀 크기는 증대되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.535. The method of claim 580,
Wherein the pixel size is increased.
상기 픽셀 크기는 감소되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.535. The method of claim 580,
Wherein the pixel size is reduced.
상기 피치 라인은 성긴(sparse), 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.535. The method of claim 580,
Wherein the pitch line is sparse, the system for displaying virtual content to a user.
상기 피치 라인은 조밀한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.535. The method of claim 580,
Wherein the pitch line is dense, and wherein the pitch line is dense.
상기 사용자가 뷰잉 광학을 통해서 외부 세계를 보도록 허용하는 광학 시-스루(see-through) 뷰잉 광학을 사용하여 상기 사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하는 단계; 및
상기 외부 세계로부터의 일부 광이 상기 뷰잉 광학을 통과하여 사용자 눈에 도달하게 하기 위해서, 상기 사용자 눈으로 가는 도중에 상기 뷰잉 광학을 통과할 상기 외부 세계로부터의 광의 적어도 일부를 선택적으로 감쇠시키는 단계를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content to a user,
Projecting light associated with one or more frames of image data to be presented to the user using optical see-through viewing optics that allow the user to view the outside world through the viewing optics ; And
Selectively attenuating at least a portion of the light from the outside world that will pass through the viewing optics on its way to the user's eye to allow some light from the outside world to pass through the viewing optics to reach the user's eyes And displaying the virtual content to a user.
광 빔은 상기 광 빔의 입사 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 선택적으로 감쇠되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.58. The method of claim 586,
Wherein the light beam is selectively attenuated based at least in part on an angle of incidence of the light beam.
프레임의 상이한 부분들이 상이한 양들까지 감쇠되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.58. The method of claim 586,
Wherein different portions of the frame are attenuated to different quantities.
감쇠된 광 빔들의 초점 레벨이 변경되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 방법.58. The method of claim 586,
Wherein the focus level of the attenuated light beams is changed.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지 생성 소스;
두 개 이상의 SLM들(spatial light modulators)의 스택 ― 상기 스택은 상기 스택이 상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 상기 사용자에게 전달하게 하도록 포지셔닝되고, SLM은 외부 환경으로부터의 광을 공간적으로 감쇠시킴 ―; 및
광 빔들이 상기 SLM의 하나 또는 그 초과의 셀들을 통과하는 각도가 변조되게 하는 방식으로 상기 SLM들의 스택을 제어하기 위한 프로세서를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. A system for displaying virtual content to a user,
An image generation source for providing one or more frames of image data;
A stack of two or more spatial light modulators, wherein the stack is positioned to cause the stack to communicate light associated with one or more frames of the image data to the user, Spatially attenuating; And
And a processor for controlling the stack of SLMs in such a way that the angle at which light beams pass through one or more cells of the SLM is modulated.
디스플레이 광학들의 세트를 더 포함하고,
상기 디스플레이 광학들의 세트는 사용자 눈과 상기 외부 환경 사이에 포지셔닝되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 590,
Further comprising a set of display optics,
Wherein the set of display optics is positioned between a user's eye and the external environment.
상기 SLM들의 스택의 SLM들은 콜레스테릭(cholesteric) LCD들인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 590,
Wherein the SLMs of the stacks of SLMs are cholesteric LCDs.
상기 SLM들 중 적어도 하나는 콜레스테릭 LCD인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 590,
Wherein at least one of the SLMs is a cholesteric LCD.
상기 SLM들의 스택은 사용자가 상기 SLM들의 스택을 통해 외부 세계를 보게 하기 위해서 포지셔닝되고,
상기 SLM들은 적어도 반투명한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 590,
The stack of SLMs is positioned so that a user views the outside world through the stack of SLMs,
Wherein the SLMs are at least translucent.
공간 광 변조기 어레이들은 다수의 액정 어레이들, 디지털 광 프로세싱 시스템들의 다수의 디지털 거울 디바이스 엘리먼트들, 다수의 MEMS(micro-electro-mechanical system) 어레이들 또는 다수의 MEMS 셔터들 중 적어도 하나를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 590,
The spatial light modulator arrays include at least one of a plurality of liquid crystal arrays, a plurality of digital mirror device elements of digital optical processing systems, a plurality of micro-electro-mechanical system (MEMS) arrays, or a plurality of MEMS shutters. A system for displaying virtual content to a user.
적어도 하나의 광학 컴포넌트를 포함하는 가리개를 더 포함하고,
상기 프로세서는 어두운 가상 오브젝트의 암시야(dark field) 표현을 생성하기 위해서 상기 가리개의 적어도 하나의 광학 컴포넌트를 제어하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 590,
Further comprising a shield comprising at least one optical component,
Wherein the processor controls at least one optical component of the visor to produce a dark field representation of the dark virtual object.
공간 광 변조기들의 어레이 ― 상기 공간 광 변조기들의 어레이는 광 패턴들을 생성하도록 구성되고, 상기 공간 광 변조기들의 어레이는 적어도 두 개의 변조기들을 포함함 ―; 및
적어도 두 개의 공간 변조기들이 무아레(Moire) 패턴을 형성하게 하는 방식으로 상기 공간 변조기들의 어레이를 제어하기 위한 프로세서를 포함하고,
상기 무아레 패턴은 적어도 두 개의 공간 광 변조기들을 통한 광 패턴들 형성들의 주기와는 상이한 주기로 광을 감쇠시키는 주기적 공간 패턴인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content,
An array of spatial light modulators, the array of spatial light modulators being configured to generate light patterns, the array of spatial light modulators comprising at least two modulators; And
A processor for controlling the array of spatial modulators in such a way that at least two spatial modulators form a Moire pattern,
Wherein the moiré pattern is a periodic spatial pattern that attenuates light at a different period than the period of light patterns formation through the at least two spatial light modulators.
상기 공간 광 변조기 어레이들은 서로 광학적으로 결합되는 적어도 두 개의 공간 광 변조기 어레이들을 포함하고, 무아레 효과를 통해 광의 통과를 제어하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.597. The method of claim 597,
Wherein the spatial light modulator arrays include at least two spatial light modulator arrays optically coupled to each other and control passage of light through a moiré effect.
상기 적어도 두 개의 공간 광 변조기 어레이들 각각은 개별 감쇠 패턴을 산출하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.598. The method of claim 598,
Each of the at least two spatial light modulator arrays producing an individual attenuation pattern.
상기 적어도 두 개의 공간 광 변조기 어레이들 각각은 그 위에 또는 그 내부에 프린팅되거나 에칭되거나 다른 방식으로 새겨지는 개별 최적-피치 사인파 패턴을 산출하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.597. The method of claim 597,
Wherein each of said at least two spatial light modulator arrays yields an individual optimal-pitch sinusoidal pattern printed, etched, or otherwise engraved on or in the interior thereof.
상기 적어도 두 개의 공간 광 변조기 어레이들은 서로 정합 상태에 있는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.598. The method of claim 598,
Wherein the at least two spatial light modulator arrays are in register with each other.
상기 적어도 두 개의 공간 광 변조기 어레이들 각각은 개별 감쇠 패턴을 산출하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.598. The method of claim 598,
Each of the at least two spatial light modulator arrays producing an individual attenuation pattern.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 제공하기 위한 광 생성 소스 ― 상기 광 생성 소스는 공간 광 변조기임 ―; 및
핀홀 어레이의 핀홀이 상기 공간 광 변조기의 복수의 셀들로부터 광을 수신하게 하는 방식으로 상기 공간 광 변조기에 관련해서 포지셔닝되는 상기 핀홀 어레이를 포함하고,
상기 핀홀을 통과하는 제 1 광 빔은 상기 핀홀을 통과하는 제 2 광 빔과 상이한 각도에 대응하고,
상기 공간 광 변조기의 셀은 광을 선택적으로 감쇠시키는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
A light generating source for providing light associated with one or more frames of image data, the light generating source being a spatial light modulator; And
Wherein the pinhole array is positioned relative to the spatial light modulator in such a manner that a pinhole of the pinhole array receives light from a plurality of cells of the spatial light modulator,
Wherein the first light beam passing through the pinhole corresponds to an angle different from the second light beam passing through the pinhole,
Wherein the cell of the spatial light modulator selectively attenuates light.
외부 환경이 상기 핀홀 어레이 및 SLM들을 통해 보여지고,
광 빔들이 상기 광 빔들의 입사 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 선택적으로 감쇠되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.60. The method of claim 603,
An external environment is visible through the pinhole array and SLMs,
Wherein the light beams are selectively attenuated based at least in part on an angle of incidence of the light beams.
시야의 상이한 부분들로부터의 광이 선택적으로 감쇠되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.60. The method of claim 603,
Wherein light from different parts of the field of view is selectively attenuated.
자신을 통과하는 광의 송신을 감쇠시키도록 선택적으로 동작가능한 선택성 감쇠 층을 더 포함하고,
상기 선택성 감쇠 층은 핀홀 층과 광학적으로 직렬인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.60. The method of claim 603,
Further comprising a selective damping layer selectively operable to attenuate transmission of light through it,
Wherein the selective damping layer is optically in-line with the pinhole layer.
상기 선택성 감쇠 층은 액정 어레이, 디지털 광 프로젝터 시스템, 또는 개별 감쇠 패턴들을 산출하는 공간 광 변조기 어레이들을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 60. The method of claim 606,
Wherein the selective damping layer comprises a liquid crystal array, a digital light projector system, or spatial light modulator arrays that produce individual attenuation patterns.
상기 핀홀 어레이는 상기 사용자 눈의 각막으로부터 대략 30 mm의 거리에 배치되고,
선택성 감쇠 패널이 눈으로부터 상기 핀홀 어레이에 대향하여 로케이팅되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.60. The method of claim 603,
The pinhole array is disposed at a distance of about 30 mm from the cornea of the user's eye,
Wherein the selectivity damping panel is located facing the pinhole array from the eye.
상기 핀홀 어레이는 복수의 핀홀들을 포함하고,
프로세서는, 광 빔들이 상기 복수의 핀홀들을 통과하는 각도들의 함수로서 광이 감쇠됨으로써 어그리게이트 명시야를 생성하게 하는 방식으로 SLM들을 제어하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.60. The method of claim 603,
Wherein the pinhole array includes a plurality of pinholes,
Wherein the processor controls the SLMs in such a way that light is attenuated as a function of the angles through which the light beams pass through the plurality of pinholes to produce an angle of view field of view.
상기 어그리게이트 명시야는 원하는 초점 거리에서 가림(occlusion)을 야기하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.609. The method of claim 609,
Wherein the aggregate field of view causes occlusion at a desired focal length.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 제공하기 위한 광 생성 소스 ― 상기 광 생성 소스는 공간 광 변조기임 ―; 및
렌즈 어레이의 렌즈가 상기 공간 광 변조기의 복수의 셀들로부터 광을 수신하게 하는 방식으로 상기 공간 광 변조기에 관련해서 포지셔닝되는 상기 렌즈 어레이를 포함하고,
상기 렌즈에 수신되는 제 1 광 빔은 상기 렌즈에 수신되는 제 2 광 빔과 상이한 각도에 대응하고,
상기 공간 광 변조기의 셀들은 광을 선택적으로 감쇠시키는, 시스템.As a system,
A light generating source for providing light associated with one or more frames of image data, the light generating source being a spatial light modulator; And
The lens array being positioned relative to the spatial light modulator in such a way that a lens of the lens array receives light from a plurality of cells of the spatial light modulator,
Wherein the first light beam received by the lens corresponds to an angle different from the second light beam received by the lens,
Wherein the cells of the spatial light modulator selectively attenuate light.
외부 환경이 상기 렌즈 어레이 및 SLM들을 통해 보여지고,
광 빔들이 상기 광 빔들의 입사 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 선택적으로 감쇠되는, 시스템.611. The method of claim 611,
An external environment is visible through the lens array and SLMs,
Wherein the light beams are selectively attenuated based at least in part on the angle of incidence of the light beams.
시야의 상이한 부분들로부터의 광이 선택적으로 감쇠되는, 시스템.611. The method of claim 611,
Wherein light from different portions of the field of view is selectively attenuated.
상기 렌즈 어레이는 복수의 렌즈들을 포함하고,
프로세서는, 광 빔들이 상기 복수의 렌즈들에 수신되는 각도들의 함수로서 광이 감쇠됨으로써 어그리게이트 명시야를 생성하게 하는 방식으로 SLM들을 제어하는, 시스템.611. The method of claim 611,
The lens array comprising a plurality of lenses,
Wherein the processor controls the SLMs in such a way as to cause light to be generated as a function of the angles at which the light beams are received by the plurality of lenses to produce an angle of view field of view.
상기 어그리게이트 명시야는 원하는 초점 거리에서 가림을 야기하는, 시스템.614. The method of claim 614,
Wherein the angle of view of the image causes occlusion at a desired focal length.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 광 프로젝터;
상기 광을 수신하고 상기 광의 편광을 회전시키기 위한 적어도 하나의 편광 감응 층; 및
상기 편광 감응 층의 편광을 변조하기 위한 편광 변조기들의 어레이를 포함하고,
상기 어레이의 셀의 상태는 얼마나 많은 광이 상기 편광 감응 층을 통과하는지를 결정하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
A light projector for projecting light associated with one or more frames of image data;
At least one polarization sensitive layer for receiving the light and for rotating the polarization of the light; And
And an array of polarization modulators for modulating the polarization of the polarization-sensitive layer,
Wherein the state of the cell of the array determines how much light passes through the polarization sensitive layer.
상기 시스템은 눈-근방 구성으로 배치되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.616. The method of claim 616,
Wherein the system is arranged in an eye-proximity configuration.
편광 변조기는 액정 어레이인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.616. The method of claim 616,
Wherein the polarization modulator is a liquid crystal array.
상이한 사출 동공들이 편광기를 통해 상이한 경로들을 갖게 하기 위해서 상기 편광기를 오프셋하기 위한 시차 베리어를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.616. The method of claim 616,
Further comprising a parallax barrier for offsetting the polariser so that different exit pupils have different paths through the polariser.
상기 편광기는 xpol 편광기인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.619. The method of claim 619,
Wherein the polarizer is an xpol polarizer.
상기 편광기는 multiPol 편광기인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.619. The method of claim 619,
Wherein the polarizer is a multiPol polarizer.
상기 편광기는 패터닝된 편광기인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.619. The method of claim 619,
Wherein the polarizer is a patterned polariser.
상기 광은 하나 또는 그 초과의 MEMs 어레이들과 상호작용하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.616. The method of claim 616,
Wherein the light interacts with one or more MEMs arrays.
광을 프로젝팅하기 위한 SLM들을 더 포함하고,
상기 SLM들은 하나 또는 그 초과의 광학 엘리먼트들 사이에 포지셔닝되며,
상기 광학 엘리먼트들은 제로 배율 텔레스코프에 대응하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.617. The method of claim 617,
Further comprising SLMs for projecting light,
The SLMs are positioned between one or more optical elements,
Wherein the optical elements correspond to a zero magnification telescope.
상기 사용자는 상기 제로 배율 텔레스코프를 통해 외부 환경을 보는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.624. The method of claim 624,
Wherein the user views the external environment via the zero magnification telescope.
적어도 하나의 SLM이 상기 제로 배율 텔레스코프 내의 이미지 평면에 포지셔닝되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.624. The method of claim 624,
Wherein at least one SLM is positioned in an image plane within the zero magnification telescope.
DMD를 더 포함하고,
상기 DMD는 투명 기판에 대응하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.616. The method of claim 616,
Further comprising a DMD,
Wherein the DMD corresponds to a transparent substrate.
적어도 하나의 광학 컴포넌트를 포함하는 가리개를 더 포함하고,
프로세서가 어두운 가상 오브젝트의 암시야 표현을 생성하기 위해서 상기 가리개의 적어도 하나의 광학 컴포넌트를 제어하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.63. The method of claim 627,
Further comprising a shield comprising at least one optical component,
Wherein the processor controls at least one optical component of the visor to produce a dark-field representation of the dark virtual object.
하나 또는 그 초과의 LCD들을 더 포함하고,
상기 하나 또는 그 초과의 LCD들은 광 빔들을 선택적으로 감쇠시키는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.63. The method of claim 627,
Further comprising one or more LCDs,
Wherein the one or more LCDs selectively attenuate light beams.
하나 또는 그 초과의 LCD들을 더 포함하고,
상기 하나 또는 그 초과의 LCD들은 편광 회전기들로서 기능하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.616. The method of claim 616,
Further comprising one or more LCDs,
Wherein the one or more LCDs function as polarization rotators.
상기 가리개는 루버(louver) MEMs 디바이스인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.63. The method of claim 628,
Wherein the visor is a louver MEMs device.
상기 루버 MEMs 디바이스는 불투명하고,
상기 루버 MEMs 디바이스는 픽셀 단위 기반으로 입사 각도를 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.633. The method of claim 631,
The louver MEMs device is opaque,
Wherein the louver MEMs device changes an angle of incidence on a pixel-by-pixel basis.
상기 가리개는 슬라이딩 패널 MEMs 디바이스이고,
상기 슬라이딩 패널 MEMs 디바이스는 가림 범위를 수정하기 위해 앞뒤로 슬라이딩하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.633. The method of claim 631,
The visor is a sliding panel MEMs device,
Wherein the sliding panel MEMs device slides back and forth to modify the coverage area.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하는 단계;
프로젝팅된 광을 수신하는 기판에서 편광 감응 층을 통해 광의 편광을 회전시키는 단계; 및
상기 편광 층을 통과하는 광을 선택적으로 감쇠시키기 위해서 광의 편광을 변조하는 단계를 포함하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content,
Projecting light associated with one or more frames of image data;
Rotating the polarization of light through the polarization sensitive layer in a substrate that receives the projected light; And
And modulating polarized light of light to selectively attenuate light passing through the polarizing layer.
상기 편광 변조기는 액정 어레이인, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.634. The method of claim 634,
Wherein the polarization modulator is a liquid crystal array.
상이한 사출 동공들이 편광기를 통해 상이한 경로들을 갖게 하기 위해서 상기 편광기를 오프셋하기 위한 시차 베리어를 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.634. The method of claim 634,
Further comprising a parallax barrier for offsetting the polariser so that different exit pupils have different paths through the polariser.
상기 편광기는 xpol 편광기인, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.636. The method of claim 636,
Wherein the polarizer is an xpol polarizer.
상기 편광기는 multiPol 편광기인, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.636. The method of claim 636,
Wherein the polarizer is a multiPol polarizer.
상기 편광기는 패터닝된 편광기인, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.636. The method of claim 636,
Wherein the polarizer is a patterned polariser.
상기 광은 하나 또는 그 초과의 MEMs 어레이들과 상호작용하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.634. The method of claim 634,
Wherein the light interacts with one or more MEMs arrays.
광을 프로젝팅하기 위한 SLM들을 더 포함하고,
상기 SLM들은 하나 또는 그 초과의 광학 엘리먼트들 사이에 포지셔닝되며,
상기 광학 엘리먼트들은 제로 배율 텔레스코프에 대응하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.635. The method of claim 635,
Further comprising SLMs for projecting light,
The SLMs are positioned between one or more optical elements,
Wherein the optical elements correspond to a zero magnification telescope.
사용자는 상기 제로 배율 텔레스코프를 통해 외부 환경을 보는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.65. The method of claim 641,
Wherein the user views the external environment via the zero magnification telescope.
적어도 하나의 SLM이 상기 제로 배율 텔레스코프 내의 이미지 평면에 포지셔닝되는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.65. The method of claim 641,
Wherein at least one SLM is positioned in an image plane within the zero magnification telescope.
DMD를 더 포함하고,
상기 DMD는 투명 기판에 대응하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.634. The method of claim 634,
Further comprising a DMD,
Wherein the DMD corresponds to a transparent substrate.
적어도 하나의 광학 컴포넌트를 포함하는 가리개를 더 포함하고,
프로세서가 어두운 가상 오브젝트의 암시야 표현을 생성하기 위해서 상기 가리개의 적어도 하나의 광학 컴포넌트를 제어하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.634. The method of claim 634,
Further comprising a shield comprising at least one optical component,
Wherein the processor controls at least one optical component of the visor to generate a dark-field representation of the dark virtual object.
하나 또는 그 초과의 LCD들을 더 포함하고,
상기 하나 또는 그 초과의 LCD들은 광 빔들을 선택적으로 감쇠시키는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.634. The method of claim 634,
Further comprising one or more LCDs,
Wherein the one or more LCDs selectively attenuate light beams.
하나 또는 그 초과의 LCD들을 더 포함하고,
상기 하나 또는 그 초과의 LCD들은 편광 회전기들로서 기능하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.634. The method of claim 634,
Further comprising one or more LCDs,
Wherein the one or more LCDs function as polarization rotators.
상기 가리개는 루버(louver) MEMs 디바이스인, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.64. The method of claim 645,
Wherein the visor is a louver MEMs device.
상기 루버 MEMs 디바이스는 불투명하고,
상기 루버 MEMs 디바이스는 픽셀 단위 기반으로 입사 각도를 변경하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.65. The method of claim 648,
The louver MEMs device is opaque,
Wherein the louver MEMs device changes an angle of incidence on a pixel-by-pixel basis.
상기 가리개는 슬라이딩 패널 MEMs 디바이스이고,
상기 슬라이딩 패널 MEMs 디바이스는 가림 범위를 수정하기 위해 앞뒤로 슬라이딩하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.64. The method of claim 645,
The visor is a sliding panel MEMs device,
Wherein the sliding panel MEMs device slides back and forth to modify the occlusion range.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 제공하기 위한 광 생성 소스 ― 상기 광 생성 소스는 공간 광 변조기임 ―; 및
MEMs(micro-electro-mechanical) 루버들의 어레이를 포함하고,
상기 MEMs 루버들은 실질적으로 투명한 기판에 하우징되고,
상기 MEMs 루버들은 광이 픽셀에 전달되는 각도를 변경하도록 구성가능하며,
사용자에게 전달되는 제 1 픽셀의 각도는 상기 사용자에게 전달되는 제 2 픽셀과 상이한, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content,
A light generating source for providing light associated with one or more frames of image data, the light generating source being a spatial light modulator; And
Includes an array of micro-electro-mechanical (MEMs) louvers,
The MEMs louvers are housed in a substantially transparent substrate,
The MEMs louvers are configurable to change the angle at which light is transmitted to the pixel,
Wherein the angle of the first pixel delivered to the user is different than the second pixel delivered to the user.
적어도 하나의 광학 컴포넌트가 MEMS(micro-electro-mechanical system) 루버들의 제 1 어레이를 포함하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 651,
Wherein at least one optical component comprises a first array of micro-electro-mechanical system (MEMS) louvers.
상기 MEMS 루버들의 어레이는 광학적으로 투명한 기판에 의해 운반되는 복수의 실질적으로 불투명한 루버들을 포함하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 651,
Wherein the array of MEMS louvers comprises a plurality of substantially opaque louvers carried by an optically transparent substrate.
상기 MEMS(micro-electro-mechanical system) 루버들의 어레이는 픽셀 단위 기반으로 광을 선택가능하게 가리기에 충분하게 최적인 루버 피치를 갖는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 651,
Wherein the array of micro-electro-mechanical system (MEMS) louvers have a louver pitch that is sufficiently optimal to selectively block light on a pixel-by-pixel basis.
가리개의 적어도 하나의 광학 컴포넌트는 MEMS 루버들의 제 2 어레이를 포함하고,
상기 MEMS 루버들의 제 2 어레이는 상기 MEMS 루버들의 제 1 어레이와 스택 구성으로 있는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 651,
Wherein at least one optical component of the visor comprises a second array of MEMS louvers,
Wherein the second array of MEMS louvers is in a stacked configuration with a first array of MEMS louvers.
상기 MEMS 루버들의 어레이는 광학적으로 투명한 기판에 의해 운반되는 복수의 편광 루버들을 포함하고,
상기 루버들 각각의 개별 편광 상태는 선택적으로 제어가능한, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 651,
The array of MEMS louvers comprising a plurality of polarizing louvers carried by an optically transparent substrate,
Wherein the individual polarization states of each of the louvers are selectively controllable.
MEMS 패널들의 제 1 및 제 2 어레이들의 루버들은 편광기들인, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 651,
Wherein the louvers of the first and second arrays of MEMS panels are polarizers.
가리개의 적어도 하나의 광학 컴포넌트는 프레임에서의 이동을 위해 장착되는 MEMS(micro-electro-mechanical system) 패널들의 제 1 어레이를 포함하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 651,
Wherein at least one optical component of the visor comprises a first array of micro-electro-mechanical system (MEMS) panels mounted for movement in a frame.
MEMS 패널들의 제 1 어레이의 패널들은 프레임에서의 이동을 위해 슬라이딩가능하게 장착되는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 651,
Wherein the panels of the first array of MEMS panels are slidably mounted for movement in a frame.
MEMS 패널들의 제 1 어레이의 패널들은 프레임에서의 이동을 위해 피봇가능하게 장착되는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 651,
Wherein the panels of the first array of MEMS panels are pivotably mounted for movement in a frame.
MEMS 패널들의 제 1 어레이의 패널들은 프레임에서의 이동을 위해 병진적으로 그리고 피봇가능하게 장착되는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 651,
Wherein the panels of the first array of MEMS panels are mounted translationally and pivotably for movement in a frame.
패널들은 무아레 패턴을 생성하기 위해 이동가능한, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 651,
Wherein the panels are movable to create a moiré pattern.
가리개의 적어도 하나의 광학 컴포넌트는 프레임에서의 이동을 위해 장착되는 MEMS 패널들의 제 2 어레이를 더 포함하고,
상기 제 2 어레이는 상기 제 1 어레이와 스택 구성으로 있는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 651,
At least one optical component of the visor further comprises a second array of MEMS panels mounted for movement in the frame,
Said second array being in said first array and stack configuration.
MEMS 패널들의 제 1 및 제 2 어레이들의 패널들은 편광기들인, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 651,
Wherein the panels of the first and second arrays of MEMS panels are polarizers.
가리개의 적어도 하나의 광학 컴포넌트는 반사기 어레이를 포함하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.65. The method of claim 651,
Wherein the at least one optical component of the visor comprises a reflector array.
외부 환경으로부터 광을 수신하고 상기 광을 하나 또는 그 초과의 공간 광 변조기들에 지향시키기 위한 적어도 하나의 도파관을 포함하고,
상기 하나 또는 그 초과의 공간 광 변조기들은 사용자의 시야의 상이한 부분들에서 수신된 광을 선택적으로 감쇠시키는, 시스템.As a system,
At least one waveguide for receiving light from an external environment and directing the light to one or more spatial light modulators,
Wherein the one or more spatial light modulators selectively attenuate light received at different portions of the user's field of view.
상기 적어도 하나의 도파관은 제 1 및 제 2 도파관들을 포함하고,
상기 제 2 도파관은 SLM들을 나가는 광을 사용자 눈에 전달하도록 구성되는, 시스템.65. The method of claim 666,
Wherein the at least one waveguide comprises first and second waveguides,
And wherein the second waveguide is configured to transmit light out of the SLMs to the user's eye.
외부 환경으로부터 광을 수신하는 단계;
상기 광을 선택성 감쇠기에 지향시키는 단계; 및
사용자의 시야의 상이한 부분들에서 수신된 광을 상기 선택성 감쇠기를 통해 선택적으로 감쇠시키는 단계를 포함하는, 방법.As a method,
Receiving light from an external environment;
Directing the light to a selective attenuator; And
Selectively attenuating light received at different portions of the user's view through the selective attenuator.
상기 적어도 하나의 도파관은 제 1 및 제 2 도파관들을 포함하고,
상기 제 2 도파관은 SLM들을 나가는 광을 사용자 눈에 전달하도록 구성되는, 방법.65. The method of claim 668,
Wherein the at least one waveguide comprises first and second waveguides,
Wherein the second waveguide is configured to transmit light out of the SLMs to the user's eye.
상기 선택성 감쇠기는 DMD인, 방법.65. The method of claim 668,
Wherein the selective attenuator is a DMD.
공간 광 변조기는 DMD 어레이인, 방법.65. The method of claim 668,
Wherein the spatial light modulator is a DMD array.
광이 하나 또는 그 초과의 도파관들을 통해 하나 또는 그 초과의 공간 광 변조기들에 지향되는, 방법.65. The method of claim 668,
Wherein the light is directed through one or more waveguides to one or more spatial light modulators.
광을 도파관에 다시 재결합함으로써 상기 광으로 하여금 사용자 눈 쪽으로 부분적으로 나가게 하는 단계를 더 포함하는, 방법.67. The method of claim 672,
Further comprising recombining the light into a waveguide to cause the light to partially exit towards the user's eye.
도파관이 상기 선택성 감쇠기에 실질적으로 직교하게 배향되는, 방법.67. The method of claim 672,
Wherein the waveguide is oriented substantially orthogonal to the selective attenuator.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 제공하기 위한 광 생성 소스 ― 상기 광 생성 소스는 복수의 마이크로프로젝터들을 포함함 ―; 및
상기 복수의 마이크로프로젝터들로부터 광을 수신하고 상기 광을 사용자 눈에 송신하도록 구성된 도파관을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
A light generating source for providing light associated with one or more frames of image data, the light generating source comprising a plurality of micro projectors; And
And a waveguide configured to receive light from the plurality of microprojectors and transmit the light to a user's eye.
상기 마이크로프로젝터들은 선형 어레이로 배치되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.69. The method of claim 675,
Wherein the microprojectors are arranged in a linear array.
상기 마이크로프로젝터들은 상기 도파관의 한 에지에 배치되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.69. The method of claim 675,
Wherein the microprojectors are disposed at one edge of the waveguide.
상기 마이크로프로젝터들은 상기 도파관의 다수의 에지들에 배치되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.69. The method of claim 675,
Wherein the microprojectors are disposed at a plurality of edges of the waveguide.
상기 마이크로프로젝터들은 2-차원 어레이로 배치되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.69. The method of claim 675,
Wherein the microprojectors are arranged in a two-dimensional array.
상기 마이크로프로젝터들은 3-차원 어레이로 배치되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.69. The method of claim 675,
Wherein the microprojectors are arranged in a three-dimensional array.
상기 마이크로프로젝터들은 기판의 다수의 에지들에 배치되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.680. The method of claim 680,
Wherein the microprojectors are disposed at a plurality of edges of a substrate.
상기 마이크로프로젝터들은 다수의 각도들로 배치되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.680. The method of claim 680,
Wherein the microprojectors are arranged at a plurality of angles.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지 생성 소스 ― 상기 이미지 데이터는 사용자에게 제공될 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들을 포함함 ―; 및
헤일로(halo)가 상기 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들 주변에서 상기 사용자에 의해 인지되게 하는 방식으로 상기 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들을 렌더링하기 위한 렌더링 엔진을 포함하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content,
An image generation source for providing one or more frames of image data, the image data comprising one or more virtual objects to be presented to a user; And
A rendering engine for rendering the one or more virtual objects in such a way that a halo is perceived by the user around the one or more virtual objects, .
광 감쇠기를 더 포함하고,
상기 광 감쇠기는 상기 사용자의 시야에 걸쳐 상기 헤일로의 광 강도를 밸런싱하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.67. The method of claim 683,
Further comprising an optical attenuator,
Wherein the optical attenuator balances the light intensity of the halo over the user ' s field of view.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하는 단계 ― 상기 이미지 데이터는 사용자에게 제공될 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들을 포함함 ―; 및
헤일로(halo)가 상기 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들 주변에서 상기 사용자에 의해 인지됨으로써 상기 사용자가 가상 오브젝트를 더 보기 쉽게 하는 방식으로 상기 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들을 렌더링하는 단계를 포함하고,
상기 가상 오브젝트는 어두운 가상 오브젝트인, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content,
Providing one or more frames of image data, the image data comprising one or more virtual objects to be presented to a user; And
Rendering the one or more virtual objects in such a way that the user is more visible to the user by recognizing a halo around the one or more virtual objects by the user,
Wherein the virtual object is a dark virtual object.
외부 환경으로부터 수신하는 광을 광 감쇠기를 통해 선택적으로 감쇠시키는 단계를 더 포함하고,
상기 광 감쇠기는 상기 사용자의 시야에 걸쳐 상기 헤일로의 광 강도를 밸런싱하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.68. The method of claim 686,
Further comprising selectively attenuating light received from an external environment through an optical attenuator,
Wherein the optical attenuator balances the light intensity of the halo over the user ' s field of view.
실제 환경의 뷰를 캡쳐하기 위한 카메라 시스템;
상기 실제 환경의 뷰 위에 겹치는 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들을 디스플레이하는 광학 시-스루 시스템 ― 캡쳐된 뷰는 사용자에게 제공되는 상기 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들을 렌더링하기 위해 사용됨 ―; 및
하나 또는 그 초과의 실제 오브젝트들과 상기 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들 간의 상관성에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 실세계의 뷰의 광 강도를 변조함으로써, 어두운 가상 오브젝트가 상기 하나 또는 그 초과의 실제 오브젝트들과 대조적으로 가시적이게 하기 위한 광 강도 모듈을 포함하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content,
A camera system for capturing a view of a real environment;
An optical time-through system displaying one or more virtual objects overlaid on a view of the real-world; a captured view is used to render the one or more virtual objects provided to a user; And
By modulating the light intensity of the view of the real world based at least in part on the correlation between one or more real objects and the one or more virtual objects, And a light intensity module for making the display invisible in contrast to the light intensity module.
상기 캡쳐된 뷰는 하나 또는 그 초과의 가상 오브젝트들 주변에 헤일로를 생성하기 위해 사용되고,
상기 헤일로는 공간에 걸쳐 희미해지는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.68. The method of claim 687,
The captured view is used to generate a halo around one or more virtual objects,
Wherein the halo is blurred across the space.
광 감쇠기를 더 포함하고,
상기 광 감쇠기는 상기 사용자의 시야에 걸쳐 상기 헤일로의 광 강도를 밸런싱하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.68. The method of claim 687,
Further comprising an optical attenuator,
Wherein the optical attenuator balances the light intensity of the halo over the user ' s field of view.
사용자의 시야 상의 위치에서 제 1 가상 오브젝트를 렌더링하는 단계; 및
상기 제 1 가상 오브젝트의 렌더링과 실질적으로 동시에, 상기 사용자의 시야의 렌더링된 제 1 가상 오브젝트에 적어도 공간적으로 근접해서 가시적 강조를 렌더링하는 단계를 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템을 드라이빙하기 위한 방법.A method for driving an augmented reality display system,
Rendering a first virtual object at a location in the user's field of view; And
Rendering the visual highlight at least spatially close to the rendered first virtual object of the user's view, substantially simultaneously with the rendering of the first virtual object.
상기 가시적 강조를 렌더링하는 단계는 강도 그레디언트를 갖는 상기 가시적 강조를 렌더링하는 단계를 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템을 드라이빙하기 위한 방법.609. The method of claim 690,
Wherein rendering the visual highlight comprises rendering the visual highlight with an intensity gradient. ≪ Desc / Clms Page number 21 >
상기 가시적 강조를 렌더링하는 단계는 상기 가시적 강조의 둘레에 근접해서는 흐리게 하여 상기 가시적 강조를 렌더링하는 단계를 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템을 드라이빙하기 위한 방법.609. The method of claim 690,
Wherein rendering the visible highlight comprises blurring near the periphery of the visible highlight to render the visible highlight. ≪ RTI ID = 0.0 >< / RTI >
상기 렌더링된 제 1 가상 오브젝트에 적어도 공간적으로 근접해서 가시적 강조를 렌더링하는 단계는 상기 렌더링된 제 1 가상 오브젝트에 공간적으로 근접해서 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계를 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템을 드라이빙하기 위한 방법.609. The method of claim 690,
Wherein rendering the visual highlight at least spatially adjacent to the rendered first virtual object comprises rendering the halo visual effect spatially close to the rendered first virtual object. Way.
상기 렌더링된 제 1 가상 오브젝트에 적어도 공간적으로 근접해서 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계는 상기 렌더링된 제 1 가상 오브젝트보다 밝게 되도록 상기 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계를 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템을 드라이빙하기 위한 방법.694. The method of claim 694,
Wherein rendering the halo visual effect at least spatially near the rendered first virtual object comprises rendering the halo visual effect to be brighter than the rendered first virtual object. Way.
상기 렌더링된 제 1 가상 오브젝트보다 밝게 되도록 상기 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계는 상기 렌더링된 제 1 가상 오브젝트가 어둠의 임계값보다 더 어둡다는 결정에 대한 응답으로 이루어지는, 증강 현실 디스플레이 시스템을 드라이빙하기 위한 방법.69. The method of claim 693,
Wherein the rendering of the halo visual effect to be brighter than the rendered first virtual object is in response to a determination that the rendered first virtual object is darker than a dark threshold value. Way.
헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계는 인지되는 3-차원 공간에서 렌더링된 제 1 가상 오브젝트와 별도의 초점면에서 상기 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계를 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템을 드라이빙하기 위한 방법.69. The method of claim 693,
Wherein the rendering of the halo visual effect comprises rendering the halo visual effect in a separate focal plane from the first virtual object rendered in the perceived three-dimensional space.
상기 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계는 강도 그레디언트를 갖는 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계를 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템을 드라이빙하기 위한 방법.69. The method of claim 693,
Wherein rendering the halo visual effect comprises rendering a halo visual effect with an intensity gradient. ≪ Desc / Clms Page number 21 >
상기 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계는 가림의 암시야 효과를 보상하기 위해서 제 1 가상 오브젝트의 렌더링에 적용되는 가림으로부터 발생하는 어두운 헤일로에 매칭하는 강도 그레디언트를 갖는 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계를 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템을 드라이빙하기 위한 방법.69. The method of claim 693,
Rendering the halo visual effect comprises rendering a halo visual effect having an intensity gradient matching the dark halo resulting from occlusion applied to the rendering of the first virtual object to compensate for the dark field effect of the occlusion , A method for driving an augmented reality display system.
상기 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계는 상기 헤일로 가시적 효과의 둘레에 근접해서는 흐리게 하여 상기 헤일로 가시적 효과를 렌더링하는 단계를 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템을 드라이빙하기 위한 방법.69. The method of claim 693,
Wherein rendering the halo visual effect comprises blurring near the periphery of the halo visual effect to render the halo visual effect. ≪ Desc / Clms Page number 21 >
상기 렌더링된 제 1 가시적 오브젝트는 비-원형 둘레를 갖고,
상기 렌더링된 헤일로 가시적 효과는 상기 비-원형 둘레를 따르는, 증강 현실 디스플레이 시스템을 드라이빙하기 위한 방법. 609. The method of claim 690,
Wherein the rendered first visual object has a non-circular perimeter,
Wherein the rendered halo visual effect is along the non-circular perimeter.
상기 렌더링된 제 1 가상 오브젝트에 적어도 공간적으로 근접해서 가시적 강조를 렌더링하는 단계는 인지되는 3-차원 공간에서 렌더링된 제 1 가상 오브젝트와 별도의 초점면에서 가시적 효과를 렌더링하는 단계를 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템을 드라이빙하기 위한 방법.609. The method of claim 690,
Wherein rendering the visual highlight at least spatially adjacent to the rendered first virtual object includes rendering the visual effect in a separate focal plane from the first virtual object rendered in the perceivable three- A method for driving a realistic display system.
상기 인지되는 3-차원 공간에서 렌더링된 제 1 가상 오브젝트와 별도의 초점면에서 가시적 효과를 렌더링하는 단계는 상기 렌더링된 제 1 가상 오브젝트가 렌더링되는 초점면에 대해서 사용자로부터 비교적 멀리 이격된 초점면에서 가시적 효과를 렌더링하는 단계를 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템을 드라이빙하기 위한 방법.609. The method of claim 690,
Wherein rendering the visible effect in a separate focal plane from the first virtual object rendered in the perceived three-dimensional space comprises rendering the rendered first virtual object in a focal plane relatively far away from the user with respect to the focal plane on which the rendered first virtual object is rendered The method comprising: rendering a visual effect; and rendering the visual effect.
사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지 생성 소스 ― 상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들은 적어도 하나의 어두운 가상 오브젝트를 포함함 ―;
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 렌더링하기 위한 렌더링 이미지를 포함하고,
렌더링 엔진은 상기 어두운 가상 오브젝트가 상기 사용자에게 가시적이게 하기 위해서 상기 어두운 가상 오브젝트를 청색 가상 오브젝트로서 렌더링하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content,
An image generation source for providing one or more frames of image data to be provided to a user, the one or more frames of the image data comprising at least one dark virtual object;
And a rendering image for rendering one or more frames of the image data,
Wherein the rendering engine renders the dark virtual object as a blue virtual object so that the dark virtual object is visible to the user.
사용자의 시야 상의 위치에서 제 1 가상 오브젝트를 렌더링하는 것은 제 1 가상 오브젝트의 임의의 어두운 인토네이션들(intonations)을 어두운 청색 컬러로 먼저 변경하는 것을 포함하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.70. The method of claim 703,
Wherein rendering the first virtual object at a location in the user's field of view comprises first changing any dark intonations of the first virtual object to a dark blue color.
적어도 하나의 도파관 ― 상기 적어도 하나의 도파관은 제 1 단부 및 상기 적어도 하나의 도파관의 길이에 걸쳐 상기 제 1 단부로부터 이격되는 제 2 단부를 갖고, 상기 길이를 따라 광이 내부 전반사를 통해 정의된 각도 전파들로 개별 도파관에 진입함 ―;
상기 적어도 하나의 도파관의 제 1 단부에 광을 광학적으로 반사적으로 다시 결합하기 위해서 상기 적어도 하나의 도파관의 제 1 단부에 적어도 근접해서 포지셔닝된 적어도 하나의 에지 반사기; 및
상기 적어도 하나의 도파관의 제 2 단부에 광을 광학적으로 반사적으로 다시 결합하기 위해서 상기 적어도 하나의 도파관의 제 2 단부에 적어도 근접해서 포지셔닝되는 적어도 하나의 에지 반사기를 포함하는, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.A system for transmitting light beams for display of virtual content,
At least one waveguide having at least a first end and a second end spaced from the first end over a length of the at least one waveguide, - entering individual waveguides with radio waves;
At least one edge reflector positioned at least proximate to a first end of the at least one waveguide to optically reflectively recombine light at a first end of the at least one waveguide; And
And at least one edge reflector positioned at least near the second end of the at least one waveguide for optically reflectively recombining light at a second end of the at least one waveguide. A system for transmitting light beams.
상기 적어도 하나의 도파관은 상기 광의 적어도 일부를 상기 도파관의 외부에 횡으로 재지향시키는 상기 도파관 내부의 다수의 횡 반사 및/또는 회절 표면들을 갖는, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.705. The method of claim 705,
Wherein said at least one waveguide has a plurality of transverse reflective and / or diffractive surfaces within said waveguide that laterally redirect at least a portion of said light to the exterior of said waveguide.
상기 횡 반사 및/또는 회절 표면들은 저 회절 효율 회절 광학 엘리먼트들(DOE들)인, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.705. The method of claim 705,
Wherein the transverse reflection and / or diffraction surfaces are low diffraction efficiency diffractive optical elements (DOEs).
상기 적어도 하나의 도파관의 제 1 단부에 적어도 근접해서 포지셔닝된 적어도 하나의 에지 반사기는 상기 적어도 하나의 도파관의 제 1 단부에 적어도 근접해서 포지셔닝된 복수의 반사기들을 포함하는, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.705. The method of claim 705,
Wherein at least one edge reflector positioned at least near the first end of the at least one waveguide comprises a plurality of reflectors positioned at least near the first end of the at least one waveguide, A system for transmitting beams.
상기 적어도 하나의 도파관의 제 2 단부에 적어도 근접해서 포지셔닝된 적어도 하나의 에지 반사기는 상기 적어도 하나의 도파관의 제 2 단부에 적어도 근접해서 포지셔닝된 복수의 반사기들을 포함하는, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.705. The method of claim 705,
Wherein at least one edge reflector positioned at least near the second end of the at least one waveguide comprises a plurality of reflectors positioned at least near the second end of the at least one waveguide, A system for transmitting beams.
상기 적어도 하나의 도파관은 단일 도파관인, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.705. The method of claim 705,
Wherein the at least one waveguide is a single waveguide.
복수의 평판 도파관들을 포함하는 도파관 어셈블리를 포함하고,
상기 평판 도파관들 각각은 평판 도파관의 두께에 걸쳐 서로 대향되는 적어도 두 개의 평면 평행 주 면들, 제 1 단부, 및 도파관의 길이에 걸쳐 상기 제 1 단부에 대향되는 제 2 단부를 각각 갖고,
상기 길이를 따라 광이 내부 전반사를 통해 정의된 각도들 전파들로 개별 도파관에 진입하고,
두 개의 평면 주 에지들이 도파관의 폭에 걸쳐 서로 대향되며,
평판 도파관들의 3-차원 어레이를 형성하기 위해서 상기 복수의 평판 도파관들이 상기 평판 도파관들의 두께들 방향과 평행한 제 1 축을 따라 그리고 상기 평판 도파관들의 폭들과 평행한 제 2 축을 따라 스택된 구성으로 되는, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.A system for transmitting light beams for display of virtual content,
A waveguide assembly comprising a plurality of planar waveguides,
Each of the planar waveguides having at least two planar circumferential planes facing each other across the thickness of the planar waveguide, a first end, and a second end opposite the first end over the length of the waveguide,
Along the length, light enters the individual waveguides at the angles of propagation defined by the total internal reflection,
Two planar major edges are opposite to each other across the width of the waveguide,
Wherein the plurality of planar waveguides are stacked along a first axis parallel to the thicknesses of the planar waveguides and along a second axis parallel to the widths of the planar waveguides to form a three dimensional array of planar waveguides, A system for transmitting light beams for display of virtual content.
상기 제 1 축의 방향으로 스택되는 적어도 세 개의 평판 도파관들이 존재하는, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.711. The method of claim 711,
Wherein there are at least three flat waveguides stacked in the direction of the first axis.
상기 제 2 축의 방향으로 스택되는 적어도 세 개의 평판 도파관들이 존재하는, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.712. The method of claim 712,
Wherein there are at least three flat waveguides stacked in the direction of the second axis.
상기 제 2 축의 방향으로 스택되는 적어도 세 개의 평판 도파관들이 존재하는, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.712. The method of claim 712,
Wherein there are at least three flat waveguides stacked in the direction of the second axis.
상기 제 1 축을 따른 스택의 연속적인 평판 도파관들은 서로 바로 인접하고,
상기 제 2 축을 따른 스택의 연속적인 평판 도파관들은 서로 바로 인접하는, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.711. The method of claim 711,
The continuous plate waveguides of the stack along the first axis are immediately adjacent to each other,
Wherein the successive planar waveguides of the stack along the second axis are immediately adjacent to each other, for the display of the virtual content.
상기 도파관 어셈블리는 상기 평판 도파관들 중 적어도 하나 도파관의 적어도 하나의 표면 상에 운반되는 복수의 반사 층들을 더 포함하는, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.711. The method of claim 711,
Wherein the waveguide assembly further comprises a plurality of reflective layers carried on at least one surface of the at least one waveguide of the planar waveguides.
상기 반사 층들은 완전히 반사성인 금속화 코팅을 포함하는, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.72. The method of claim 716,
Wherein the reflective layers comprise a fully reflective metallization coating. ≪ Desc / Clms Page number 19 >
상기 반사 층들은 파장 특정 반사기를 포함하는, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.72. The method of claim 716,
Wherein the reflective layers comprise wavelength specific reflectors. ≪ Desc / Clms Page number 13 >
상기 반사 층들은 상기 제 1 또는 제 2 축들 중 적어도 하나를 따른 상기 평판 도파관들의 각각의 연속적인 쌍의 평판 도파관들을 분리하는, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.72. The method of claim 716,
The reflective layers separating a continuous pair of planar waveguides of each of the planar waveguides along at least one of the first or second axes.
상기 반사 층들은 상기 제 1 및 제 2 축들 모두를 따른 상기 평판 도파관들의 각각의 연속적인 쌍의 평판 도파관들을 분리하는, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.72. The method of claim 716,
The reflective layers separating a continuous pair of planar waveguides of each of the planar waveguides along both the first and second axes.
다수의 평판 도파관들 각각은 개별 평판 도파관에 의해 수신되는 광의 적어도 일부를 상기 평판 도파관의 외부에 횡으로 재지향시키는 다수의 횡 반사 및/또는 회절 표면들을 각각 포함하는, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.711. The method of claim 711,
Each of the plurality of planar waveguides includes a plurality of transverse reflective and / or diffractive surfaces each of which transversely redirects at least a portion of the light received by the individual planar waveguide to the exterior of the planar waveguide, / RTI >
상기 횡 반사 및/또는 회절 표면들은 개별 평판 도파관의 주 면들 사이에서 상기 개별 평판 도파관들에 샌드위치된 회절 광학 엘리먼트들을 포함하는, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.711. The method of claim 711,
Wherein the transverse reflection and / or diffraction surfaces comprise diffractive optical elements sandwiched between the major surfaces of the individual plate waveguides to the individual plate waveguides.
상기 회절 광학 엘리먼트들은 초점 거리를 변경하도록 선택적으로 동작가능한, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.712. The method of claim 712,
Wherein the diffractive optical elements are selectively operable to change the focal distance.
상기 제 1 축은 곡선형 축이고,
상기 도파관 어셈블리의 적어도 하나의 세트의 평판 도파관들 각각의 주 에지들 중 적어도 하나는 단일 라인에 초점하도록 배향되고,
상기 단일 라인은 상기 평판 도파관들의 길이들에 평행한, 가상 컨텐츠의 디스플레이를 위해 광 빔들을 송신하기 위한 시스템.712. The method of claim 712,
Wherein the first axis is a curved axis,
At least one of the major edges of each of the planar waveguides of at least one set of waveguide assemblies is oriented to focus on a single line,
Wherein the single line is parallel to the lengths of the planar waveguides.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 광 프로젝터 ― 상기 광 프로젝터는 섬유 스캐닝 디스플레이임 ―; 및
광을 사용자 눈으로 가변적으로 편향시키기 위한 도파관 어셈블리를 포함하고,
상기 도파관은 상기 눈 쪽으로 오목하게 곡선형인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
An optical projector for projecting light associated with one or more frames of image data, the optical projector being a fiber scanning display; And
And a waveguide assembly for variably deflecting light to a user's eye,
Wherein the waveguide is curved concave toward the eye.
곡선형 도파관이 시야를 확장시키는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.74. The method of claim 725,
A system for displaying virtual content to a user, the curved waveguide extending the view.
곡선형 도파관이 효율적으로 광을 상기 사용자 눈으로 지향시키는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.74. The method of claim 725,
Wherein the curved waveguide efficiently directs light to the user's eye.
곡선형 도파관이 시간-가변적 그레이팅을 포함함으로써, 상기 섬유 스캐닝 디스플레이에 대한 광을 스캐닝하기 위한 축을 생성하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.74. The method of claim 725,
Wherein the curved waveguide includes a time-variable grating, thereby creating an axis for scanning light for the fiber scanning display.
광을 수신하기 위한 입구, 및 상기 입구에서 수신되는 광의 적어도 일부를 사용자 눈 쪽으로의 투과성 빔 스플리터 기판 외부에 횡으로 재지향시키기 위해서 상기 입구에 대해 각도를 이루는 다수의 내부 반사 또는 회절 표면들을 갖는 상기 투과성 빔 스플리터 기판 ― 상기 다수의 반사 또는 회절 표면들은 상기 투과성 빔 스플리터 기판의 종축을 따라 이격된 복수의 횡 반사 및/또는 회절 표면들을 포함하고, 상기 횡 반사 및/도는 회절 표면들 각각은 상기 입구에서 수신된 광의 적어도 일부를 상기 사용자 눈 쪽으로의 광학 경로를 따라 상기 투과성 빔 스플리터 기판 외부에 횡으로 재지향시키기 위해서 상기 입구에 대해 각도를 이루거나 각도를 이루는 것이 가능함 ―;
상기 투과성 빔 스플리터에 광을 송신하기 위한 광 생성 시스템; 및
이미지 정보를 디스플레이 시스템에 제공하기 위해서 상기 디스플레이 시스템에 통신가능하게 결합되는 로컬 제어기를 포함하고,
상기 로컬 제어기는 적어도 하나의 프로세서, 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 통신가능하게 결합된 적어도 하나의 비일시적 프로세서 판독가능 매체들을 포함하고,
상기 적어도 하나의 비일시적 프로세서 판독가능 매체들은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 데이터를 프로세싱, 캐싱 및 저장하는 것 중 적어도 하나를 행하고 그리고 사용자에 대한 가상 또는 증강 현실 가시적 경험 중 적어도 하나를 생성하기 위해 이미지 정보를 디스플레이에 제공하게 하는 프로세서-실행가능 명령들 또는 데이터 중 적어도 하나를 저장하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
Having a plurality of internal reflection or diffractive surfaces angled with respect to the entrance for transversely redirecting at least a portion of the light received at the entrance towards the user eye towards the outside of the transmissive beam splitter substrate, A beam splitter substrate, the plurality of reflective or diffractive surfaces comprising a plurality of transverse reflective and / or diffractive surfaces spaced along a longitudinal axis of the transmissive beam splitter substrate, each of the transverse reflective and diffractive surfaces At least part of the received light being able to be angled or angled with respect to the entrance to laterally redirect it along the optical path towards the user eye to the outside of the transmissive beam splitter substrate;
A light generating system for transmitting light to the transmissive beam splitter; And
And a local controller communicatively coupled to the display system to provide image information to the display system,
Wherein the local controller comprises at least one processor and at least one non-volatile processor readable medium communicatively coupled to the at least one processor,
Wherein the at least one non-volatile processor readable medium, when executed by the at least one processor, causes the at least one processor to perform at least one of processing, caching, and storing data, Storing at least one of processor-executable instructions or data that causes the display to provide image information to a display to generate at least one of a realistic visual experience.
상기 횡 반사 및/또는 회절 표면들은 적어도 하나의 DOE(diffractive optical element)를 포함하고,
다수의 정의된 각도들로 빔 스플리터에 진입하는 시준된 빔은 상기 빔 스플리터의 길이를 따라 내부 전반사되고, 하나 또는 그 초과의 위치들에서 상기 DOE와 교차하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.72. The method of claim 729,
Wherein the transverse reflection and / or diffraction surfaces comprise at least one diffractive optical element (DOE)
A collimated beam entering a beam splitter at a plurality of defined angles is internally totalized along the length of the beam splitter and intersects the DOE at one or more locations, .
적어도 하나의 DOE(diffractive optical element)는 제 1 그레이팅을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.72. The method of claim 729,
Wherein at least one diffractive optical element (DOE) comprises a first grating.
제 1 그레이팅은 제 1 브래그(Bragg) 그레이팅인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.72. The method of claim 729,
Wherein the first grating is a first Bragg grating, the system for displaying virtual content to a user.
DOE는 제 2 그레이팅을 포함하고,
제 1 그레이팅은 제 1 평면 상에 있고, 상기 제 2 그레이팅은 제 2 평면 상에 있으며,
상기 제 2 평면은 상기 제 1 및 제 2 그레이팅들이 모아레 비트(beat) 패턴을 생성하기 위해 상호작용하게 하기 위해서 상기 제 1 평면으로부터 이격되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.72. The method of claim 729,
The DOE includes a second grating,
Wherein the first grating is on a first plane and the second grating is on a second plane,
Wherein the second plane is spaced from the first plane to allow the first and second gratings to interact to create a moiré beat pattern.
상기 제 1 그레이팅은 제 1 피치를 갖고,
상기 제 2 그레이팅은 제 2 피치를 갖고,
상기 제 1 피치는 상기 제 2 피치와 동일한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.733. The method of claim 733,
The first grating having a first pitch,
The second grating having a second pitch,
Wherein the first pitch is equal to the second pitch.
상기 제 1 그레이팅은 제 1 피치를 갖고,
상기 제 2 그레이팅은 제 2 피치를 갖고,
상기 제 1 피치는 상기 제 2 피치와 상이한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.733. The method of claim 733,
The first grating having a first pitch,
The second grating having a second pitch,
Wherein the first pitch is different from the second pitch.
제 1 그레이팅 피치는 시간에 걸쳐 제 1 그레이팅 피치를 변경하도록 제어가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.733. The method of claim 733,
Wherein the first grating pitch is controllable to change the first grating pitch over time.
상기 제 1 그레이팅은 탄성 물질을 포함하고, 기계적 변형이 이루어지는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.74. The method of claim 736,
Wherein the first grating comprises an elastic material and wherein a mechanical deformation occurs.
상기 제 1 그레이팅은 기계적 변형이 이루어지는 탄성 물질에 의해 운반되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.737. The method of claim 737,
Wherein the first grating is carried by an elastic material that undergoes mechanical deformation.
제 1 그레이팅 피치는 시간에 걸쳐 상기 제 1 그레이팅 피치를 변경하도록 제어가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.733. The method of claim 733,
Wherein the first grating pitch is controllable to change the first grating pitch over time.
제 2 그레이팅 피치는 시간에 걸쳐 상기 제 2 그레이팅 피치를 변경하도록 제어가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.733. The method of claim 733,
And wherein the second grating pitch is controllable to change the second grating pitch over time.
상기 제 1 그레이팅은 적어도 하나의 ON 상태 및 OFF 상태를 갖는 전기-활성 그레이팅인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.733. The method of claim 733,
Wherein the first grating is an electro-active grating having at least one ON state and an OFF state.
상기 제 1 그레이팅은 폴리머 분산 액정을 포함하고,
상기 폴리머 분산 액정의 복수의 액정 드롭릿들(droplets)이 상기 제 1 그레이팅의 굴절률을 변경하도록 제어가능하게 활성화되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.733. The method of claim 733,
Wherein the first grating comprises a polymer dispersed liquid crystal,
Wherein a plurality of liquid crystal droplets of the polymer dispersed liquid crystal is controllably activated to change the refractive index of the first grating.
상기 제 1 그레이팅은 시간-가변적 그레이팅이고,
상기 로컬 제어기는 디스플레이의 시야를 확장하기 위해서 적어도 상기 제 1 그레이팅을 제어하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.737. The method of claim 737,
Wherein the first grating is a time-variable grating,
Wherein the local controller controls at least the first grating to extend the field of view of the display.
상기 제 1 그레이팅은 시간-가변적 그레이팅이고,
상기 로컬 제어기는 색수차(chromatic aberration)를 정정하기 위해 적어도 상기 제 1 그레이팅의 시간-가변적 제어를 이용하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.737. The method of claim 737,
Wherein the first grating is a time-variable grating,
Wherein the local controller utilizes time-varying control of at least the first grating to correct for chromatic aberration.
상기 로컬 제어기는 이미지의 대응하는 픽셀의 청색 또는 녹색 서브-픽셀 중 적어도 하나에 대해서 상기 이미지의 픽셀의 적색 서브-픽셀의 배치를 변경하기 위해 적어도 상기 제 1 그레이팅을 드라이빙하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.744. The method of claim 744,
The local controller drives at least the first grating to change the arrangement of the red sub-pixels of the pixels of the image for at least one of the blue or green sub-pixels of a corresponding pixel of the image, A system for displaying.
상기 로컬 제어기는 아웃바운드 이미지 패턴에서 갭을 채우기 위해서 사출 패턴을 측방향으로 시프트하기 위해 적어도 제 1 그레이팅을 드라이빙하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.74. The method of claim 745,
Wherein the local controller drives at least a first grating to laterally shift an injection pattern to fill a gap in an outbound image pattern.
상기 적어도 하나의 DOE 엘리먼트는 제 1 원형-대칭 항(term)을 갖는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.733. The method of claim 731,
Wherein the at least one DOE element has a first circular-symmetric term.
상기 적어도 하나의 DOE 엘리먼트는 제 1 선형 항을 갖고,
상기 제 1 선형 항은 제 1 원형-대칭 항과 합산되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.733. The method of claim 731,
Wherein the at least one DOE element has a first linear term,
Wherein the first linear term is summed with the first circular-symmetric term.
상기 원형-대칭 항은 제어가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.74. The method of claim 748,
Wherein the circular-symmetry term is controllable, for displaying to the user the virtual content.
적어도 하나의 DOE 엘리먼트는 제 2의 제 1 원형-대칭 항을 갖는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.72. The method of claim 729,
Wherein the at least one DOE element has a second first circular-symmetry term.
적어도 하나의 DOE(diffractive optical) 엘리먼트는 제 1 DOE를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.72. The method of claim 729,
Wherein the at least one DOE (diffractive optical) element comprises a first DOE.
상기 제 1 DOE는 원형 DOE인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.75. The method of claim 751,
Wherein the first DOE is a circular DOE.
상기 원형 DOE는 시간-가변적 DOE인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.75. The method of claim 752,
Wherein the circular DOE is a time-varying DOE.
상기 원형 DOE는 초점 변조를 위해 도파관에 관련해서 계층화되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.75. The method of claim 752,
Wherein the circular DOE is layered relative to the waveguide for focus modulation.
상기 원형 DOE의 회절 패턴은 정적인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.75. The method of claim 752,
Wherein the diffraction pattern of the circular DOE is static.
상기 원형 DOE의 회절 패턴은 동적인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.75. The method of claim 752,
Wherein the diffraction pattern of the circular DOE is dynamic.
추가적인 원형 DOE들을 포함하고,
상기 추가적인 원형 DOE들은 많은 초점 레벨들이 적은 수의 스위칭가능 DOE들을 통해 달성되게 하기 위해서 원형 DOE에 관련해서 포지셔닝되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.75. The method of claim 752,
Including additional circular DOEs,
Wherein the additional circular DOEs are positioned relative to the circular DOE so that many focus levels are achieved through a small number of switchable DOEs.
스위칭가능 DOE 엘리먼트들의 행렬을 더 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.739. The method of claim 739,
Wherein the system further comprises a matrix of switchable DOE elements.
상기 행렬은 시야를 확장하기 위해 활용되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.75. The method of claim 758,
Wherein the matrix is utilized to extend the field of view.
상기 행렬은 사출 동공의 크기를 확장하기 위해서 활용되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.75. The method of claim 758,
Wherein the matrix is utilized to expand the size of the exit pupil.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광 빔들을 프로젝팅하기 위한 광 프로젝팅 시스템; 및
프로젝팅된 광 빔들을 수신하고 상기 광 빔들을 원하는 초점로 전달하기 위한 DOE(diffractive optical element)를 포함하고,
상기 DOE는 원형 DOE인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
A light projection system for projecting light beams associated with one or more frames of image data; And
A diffractive optical element (DOE) for receiving the projected light beams and delivering the light beams to a desired focus,
Wherein the DOE is a circular DOE.
상기 DOE는 선형 DOE 항의 각도를 조정하기 위해서 단일 축을 따라 스트레칭가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.79. The method of claim 761,
Wherein the DOE is stretchable along a single axis to adjust the angle of the linear DOE term.
상기 DOE는 멤브레인, 및 시간에 걸친 Z-축 제어 및 초점의 변경을 제공하기 위해 Z-축에서의 진동 운동을 통해 멤브레인을 선택적으로 진동시키도록 동작가능한 적어도 하나의 트랜스듀서를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.79. The method of claim 761,
The DOE includes a membrane, and at least one transducer operable to selectively oscillate the membrane through oscillation motion in the Z-axis to provide a change of focus and Z-axis control over time, To the user.
상기 DOE의 피치가 스트레칭가능 매체를 물리적으로 스트레칭함으로써 조정될 수 있게 하기 위해서, 상기 DOE는 상기 스트레칭가능 매체에 임베딩되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.79. The method of claim 761,
Wherein the DOE is embedded in the stretchable medium so that the pitch of the DOE can be adjusted by physically stretching the stretchable medium.
상기 DOE는 두 개의 축으로 스트레칭되고,
상기 DOE의 스트레칭은 상기 DOE의 초점 길이에 영향을 주는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.79. The method of claim 761,
The DOE is stretched in two axes,
Wherein the stretching of the DOE affects the focal length of the DOE.
복수의 원형 DOE들을 더 포함하고,
상기 DOE들은 Z-축을 따라 스택되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.79. The method of claim 761,
Further comprising a plurality of circular DOEs,
Wherein the DOEs are stacked along the Z-axis.
원형 DOE가 포커서 변조를 위해 도파관 앞에 계층화되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.79. The method of claim 761,
A system for displaying virtual content to a user, wherein a circular DOE is layered before a waveguide for focuser modulation.
상기 DOE는 정적인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.797. The method of claim 767,
Wherein the DOE is static, for displaying the virtual content to a user.
상기 DOE는 동적인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.768. The method of claim 768,
Wherein the DOE is dynamic, displaying virtual content to a user.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광 빔들을 프로젝팅하기 위한 광 프로젝팅 시스템;
임의의 DOE들(diffractive optical elements)이 없는 제 1 도파관 ― 제 1 도파관은 다수의 정의된 각도들로 상기 제 1 도파관에 의해 수신된 광을 내부 전반사를 통해 상기 제 1 도파관의 길이의 적어도 일부를 따라 전파하고, 상기 제 1 도파관으로부터 광을 시준된 광으로서 외부적으로 제공함 ―;
적어도 제 1 원형-대칭 DOE(diffractive optical element)를 갖는 제 2 도파관 ― 상기 제 2 도파관은 상기 제 1 도파관으로부터 시준된 광을 수신하도록 광학적으로 결합됨 ―; 및
상기 DOE의 그레이팅들을 제어하기 위한 프로세서를 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.A system for displaying virtual content to a user,
A light projection system for projecting light beams associated with one or more frames of image data;
A first waveguide-first waveguide without any DOEs (diffractive optical elements) is configured to receive at least a portion of the length of the first waveguide through total internal reflection of light received by the first waveguide at a plurality of defined angles And externally providing light from the first waveguide as collimated light;
A second waveguide having at least a first circular-symmetric diffractive optical element (DOE), said second waveguide being optically coupled to receive collimated light from said first waveguide; And
And a processor for controlling gratings of the DOE.
상기 제 1 DOE는 선택적으로 제어가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.780. The method of claim 770,
Wherein the first DOE is selectively controllable, for displaying to the user the virtual content.
디스플레이는 상기 제 1 DOE에 부가하여 복수의 추가적인 DOE들을 포함하고,
상기 DOE들은 스택 구성으로 배열되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.780. The method of claim 770,
The display includes a plurality of additional DOEs in addition to the first DOE,
Wherein the DOEs are arranged in a stack configuration.
복수의 추가적인 DOE들의 DOE들 각각은 선택적으로 제어가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 780. The method of claim 770,
Wherein each DOE of the plurality of additional DOEs is selectively controllable.
로컬 제어기는 디스플레이를 통과하는 광의 초점을 동적으로 변조하기 위해서 제 1 DOE 및 복수의 추가적인 DOE들을 제어하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.780. The method of claim 770,
Wherein the local controller controls the first DOE and the plurality of additional DOEs to dynamically modulate the focus of light passing through the display.
상기 프로세서는 다수의 초점 레벨들을 실현하기 위해서 제 1 DOE 및 복수의 추가적인 DOE들을 선택적으로 각각 스위칭하고,
실현가능 초점 레벨들의 수는 스택에 있는 DOE들의 총 수보다 큰, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 780. The method of claim 770,
The processor selectively switches the first DOE and the plurality of additional DOEs respectively to realize a plurality of focus levels,
Wherein the number of feasible focus levels is greater than the total number of DOEs in the stack.
스택에 있는 DOE들 각각은 개별 광학 파워를 갖고,
상기 스택에 있는 DOE들의 광학 파워는 서로에 대해 추가적으로 제어가능한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.780. The method of claim 770,
Each of the DOEs in the stack has discrete optical power,
Wherein the optical powers of the DOEs in the stack are additionally controllable with respect to each other.
스택에 있는 DOE들 중 적어도 하나의 개별 광학 파워는 상기 스택에 있는 DOE들의 적어도 다른 하나의 개별 광학 파워의 두 배인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.780. The method of claim 770,
Wherein the discrete optical power of at least one of the DOEs in the stack is at least twice the discrete optical power of at least another of the DOEs in the stack.
상기 프로세서는 시간에 걸쳐 DOE들의 개별 선형 및 방사상 항들을 변조하기 위해서 제 1 DOE 및 복수의 추가적인 DOE들을 선택적으로 각각 스위칭하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.780. The method of claim 770,
Wherein the processor selectively switches respectively a first DOE and a plurality of additional DOEs to modulate individual linear and radial terms of the DOEs over time.
상기 프로세서는 프레임 순차적 기반으로 제 1 DOE 및 복수의 추가적인 DOE들을 선택적으로 각각 스위칭하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.780. The method of claim 770,
Wherein the processor selectively switches the first DOE and the plurality of additional DOEs on a frame sequential basis, respectively.
상기 DOE들의 스택은 폴리머 분산 액정 엘리먼트들의 스택을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.780. The method of claim 770,
Wherein the stack of DOEs comprises a stack of polymer dispersed liquid crystal elements.
인가되는 전압의 부재 시에, 호스트 매체 굴절률은 폴리머 분산 액정 엘리먼트들의 분산된 분자들의 세트의 굴절률과 매칭하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 780. The method of claim 780,
Wherein in the absence of an applied voltage, the host medium index of refraction matches a refractive index of a set of dispersed molecules of polymer dispersed liquid crystal elements.
폴리머 분산 액정 엘리먼트들은 호스트 매체의 어느 한 사이드 상의 다수의 투명 인듐 주석 산화물 층 전극 및 리튬 니오베이트(lithium niobate)의 분자들을 포함하고,
상기 리튬 니오베이트의 분산된 분자들은 상기 호스트 매체 내에서 굴절률을 제어가능하게 변경하고 회절 패턴을 기능적으로 형성하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 780. The method of claim 780,
The polymer dispersed liquid crystal elements comprise a plurality of transparent indium tin oxide layer electrodes on one side of the host medium and molecules of lithium niobate,
Wherein the dispersed molecules of lithium niobate controllably change the refractive index within the host medium and functionally form a diffraction pattern.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 사용자에게 프로젝팅하는 단계;
광을 제 1 도파관에서 수신하고 ― 상기 제 1 도파관은 어떤 회절 광학 엘리먼트들도 없음 ―, 상기 광을 내부 반사를 통해 전파하는 단계; 및
적어도 제 1 원형-대칭 DOE(diffractive optical element)를 갖는 제 2 도파관에서 시준된 광을 수신하는 단계를 포함하고,
상기 제 2 도파관은 상기 제 1 도파관으로부터 상기 시준된 광을 수신하기 위해 광학적으로 결합되고,
상기 원형 대칭 DOE의 그레이팅이 변경되며,
상기 제 1 도파관 및 제 2 도파관은 DOE들의 스택에 어셈블링되는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.A method for displaying virtual content,
Projecting light associated with one or more frames of image data to a user;
Receiving light at a first waveguide, said first waveguide having no diffractive optical elements, propagating said light through internal reflection; And
Receiving collimated light in a second waveguide having at least a first circular-symmetric diffractive optical element (DOE)
The second waveguide being optically coupled to receive the collimated light from the first waveguide,
The grating of the circularly symmetric DOE is changed,
Wherein the first waveguide and the second waveguide are assembled in a stack of DOEs.
상기 DOE들의 스택은 폴리머 분산 액정 엘리먼트들의 스택을 포함하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법.78. The method of claim 783,
Wherein the stack of DOEs comprises a stack of polymer dispersed liquid crystal elements.
상기 폴리머 분산 액정 엘리먼트들은 호스트 매체의 어느 한 사이드 상의 다수의 투명 인듐 주석 산화물 층 전극 및 리튬 니오베이트의 분자들을 포함하고,
상기 리튬 니오베이트의 분산된 분자들은 상기 호스트 매체 내에서 굴절률을 제어가능하게 변경하고 회절 패턴을 기능적으로 형성하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법. 784. The method of claim 784,
The polymer dispersed liquid crystal elements comprising a plurality of transparent indium tin oxide layer electrodes and molecules of lithium niobate on either side of the host medium,
Wherein the dispersed molecules of lithium niobate controllably change the refractive index within the host medium and functionally form a diffraction pattern.
인가되는 전압의 부재 시에, 호스트 매체 굴절률은 폴리머 분산 액정 엘리먼트들의 분산된 분자들의 세트의 굴절률과 매칭하는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 방법. 784. The method of claim 784,
Wherein in the absence of an applied voltage, the host medium refractive index matches a refractive index of a set of dispersed molecules of polymer dispersed liquid crystal elements.
광을 수신하도록 포지셔닝된 적어도 하나의 DOE(diffractive optical element)를 포함하고,
상기 적어도 하나의 DOE는 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들 각각을 위한 적어도 하나의 전극을 갖는 복수의 별도로 어드레싱가능한 섹션들의 제 1 어레이를 포함하고,
상기 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들 각각은 적어도 제 1 상태와 제 2 상태 사이에서 선택적으로 스위칭하도록 적어도 하나의 개별 전극을 통해 수신되는 적어도 하나의 개별 신호에 반응하며,
상기 제 2 상태는 상기 제 1 상태와 상이한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 광학 엘리먼트.An optical element for displaying virtual content to a user,
And at least one diffractive optical element (DOE) positioned to receive light,
Wherein the at least one DOE comprises a first array of a plurality of separately addressable sections having at least one electrode for each of the separately addressable subsections,
Each of the separately addressable sub-sections being responsive to at least one discrete signal received via at least one discrete electrode to selectively switch between at least a first state and a second state,
Wherein the second state is different from the first state.
인접하게 어드레싱가능한 서브섹션들을 멀티플렉싱함으로써 시야가 확장되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 광학 엘리먼트.78. The method of claim 787,
An optical element for displaying to a user virtual content, wherein the field of view is expanded by multiplexing adjacently addressable sub-sections.
상기 제 1 상태는 ON 상태이고,
상기 제 2 상태는 OFF 상태인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 광학 엘리먼트.78. The method of claim 787,
The first state is an ON state,
And the second state is an OFF state.
상기 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들 각각은 적어도 두 개의 인듐 주석 산화물 전극들의 개별 세트를 갖는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 광학 엘리먼트.78. The method of claim 787,
Each of the separately addressable sub-sections having a separate set of at least two indium tin oxide electrodes.
상기 적어도 하나의 DOE의 복수의 별도로 어드레싱가능한 섹션들의 제 1 어레이는 1-차원 어레이인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 광학 엘리먼트.78. The method of claim 787,
Wherein the first array of the plurality of separately addressable sections of the at least one DOE is a one-dimensional array.
상기 적어도 하나의 DOE의 복수의 별도로 어드레싱가능한 섹션들의 제 1 어레이는 2-차원 어레이인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 광학 엘리먼트.78. The method of claim 787,
Wherein the first array of the plurality of separately addressable sections of the at least one DOE is a two-dimensional array.
상기 별도로 어드레싱가능한 섹션들의 제 1 어레이는 제 1 평판 층 상에 상주하는 제 1 DOE의 섹션들인, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 광학 엘리먼트.78. The method of claim 787,
Wherein the first array of separately addressable sections is a section of a first DOE resident on a first planar layer.
상기 적어도 하나의 DOE는 적어도 제 2 DOE를 포함하고,
상기 제 2 DOE는 별도로 어드레싱가능한 서브섹션 각각에 대한 적어도 하나의 전극을 갖는 복수의 별도로 어드레싱가능한 섹션들의 제 2 어레이를 포함하고,
상기 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들 각각은 적어도 제 1 상태와 제 2 상태 사이에서 선택적으로 스위칭하도록 적어도 하나의 개별 전극을 통해 수신되는 적어도 하나의 개별 신호에 반응하고,
상기 제 2 상태는 상기 제 1 상태와 상이하고,
DOE들의 제 2 어레이는 제 2 평판 층 상에 상주하며,
상기 제 2 평판 층은 상기 제 1 평판 층과 스택 구성으로 있는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 광학 엘리먼트.79. The method of claim 793,
Wherein the at least one DOE comprises at least a second DOE,
The second DOE comprising a second array of a plurality of separately addressable sections having at least one electrode for each separately addressable sub-section,
Each of the separately addressable subsections responsive to at least one discrete signal received via at least one discrete electrode to selectively switch between at least a first state and a second state,
The second state being different from the first state,
The second array of DOEs resides on the second flat plate layer,
Wherein the second flat panel layer is stacked with the first flat panel layer.
상기 적어도 하나의 DOE는 적어도 제 3 DOE를 포함하고,
상기 3 DOE는 별도로 어드레싱가능한 서브섹션 각각에 대한 적어도 하나의 전극을 갖는 복수의 별도로 어드레싱가능한 섹션들의 제 3 어레이를 포함하고,
상기 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들 각각은 적어도 제 1 상태와 제 2 상태 사이에서 선택적으로 스위칭하도록 적어도 하나의 개별 전극을 통해 수신되는 적어도 하나의 개별 신호에 반응하고,
상기 제 2 상태는 상기 제 1 상태와 상이하고,
DOE들의 제 3 어레이는 제 3 평판 층 상에 상주하며,
상기 제 3 평판 층은 상기 제 1 및 제 2 평판 층들과 스택 구성으로 있는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 광학 엘리먼트.79. The method of claim 793,
Wherein the at least one DOE comprises at least a third DOE,
The three DOEs comprising a third array of a plurality of separately addressable sections having at least one electrode for each separately addressable sub-section,
Each of the separately addressable subsections responsive to at least one discrete signal received via at least one discrete electrode to selectively switch between at least a first state and a second state,
The second state being different from the first state,
A third array of DOEs resides on the third planar layer,
Wherein the third flat panel layer is stacked with the first and second flat panel layers.
상기 별도로 어드레싱가능한 섹션들의 제 1 어레이는 단일 평판 도파관에 임베딩되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 광학 엘리먼트.78. The method of claim 787,
Wherein the first array of separately addressable sections is embedded in a single flat waveguide.
로컬 제어부는 선택적으로 제 1 시간에는 평판 도파관으로부터 시준된 광을 방출하고 제 2 시간에는 상기 평판 도파관으로부터 발산 광을 방출하도록 상기 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들을 제어하고,
상기 제 2 시간은 상기 제 1 시간과 상이한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 광학 엘리먼트.79. The method of claim 793,
The local control portion optionally controls the separately addressable subsections to emit collimated light from the planar waveguide at a first time and emit divergent light from the planar waveguide at a second time,
Wherein the second time is different from the first time.
로컬 제어부는 선택적으로 제 1 시간에는 평판 도파관으로부터 제 1 방향으로 방출하고 제 2 시간에는 상기 평판 도파관으로부터 제 2 방향으로 광을 방출하도록 상기 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들을 제어하고,
상기 제 2 방향은 상기 제 1 방향과 상이한, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 광학 엘리먼트.79. The method of claim 793,
The local control portion optionally controls the separately addressable subsections to emit in a first direction from the planar waveguide at a first time and emit light in a second direction from the planar waveguide at a second time,
And wherein the second direction is different from the first direction.
로컬 제어부는 시간에 걸쳐 일 방향으로 광을 선택적으로 스캔하도록 상기 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들을 제어하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 광학 엘리먼트.78. The method of claim 787,
Wherein the local control unit controls the separately addressable subsections to selectively scan light in one direction over time.
로컬 제어부는 시간에 걸쳐 광을 선택적으로 포커하도록 상기 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들을 제어하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 광학 엘리먼트.78. The method of claim 787,
Wherein the local control unit controls the separately addressable subsections to selectively poke light over time.
로컬 제어부는 시간에 걸쳐 사출 동공의 시야를 선택적으로 변경하도록 상기 별도로 어드레싱가능한 서브섹션들을 제어하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 광학 엘리먼트.78. The method of claim 787,
Wherein the local control unit controls the separately addressable subsections to selectively change the field of view of the exit pupil over time.
광학 파라미터들의 정의된 세트에 대한 시야의 크기를 증가시키기 위한 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트를 포함하고,
상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트는 제 1 곡선형 표면, 제 2 곡선형 표면 및 제 3 곡선형 표면을 포함하고,
상기 제 1 곡선형 표면은 적어도 부분적으로는 광학적으로 투과성이고 굴절성이며, 상기 제 1 곡선형 표면을 통해 상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트에 의해 수신되는 광에 대한 초점 변경을 부여하고,
상기 제 2 곡선형 표면은 상기 제 1 곡선형 표면으로부터 상기 제 2 곡선형 표면에 의해 수신되는 광을 상기 제 3 곡선형 표면 쪽으로 적어도 부분적으로 반사하고, 상기 제 3 곡선형 표면으로부터 상기 제 2 곡선형 표면에 의해 수신된 광을 통과시키며,
상기 제 3 곡선형 표면은 상기 제 2 곡선형 표면을 통해 상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트 밖으로 광을 적어도 부분적으로 반사하는, 시스템.As a system,
A first free-form reflective and lens optical component for increasing the size of the field of view for a defined set of optical parameters,
Wherein the first free-form reflective and lens optical component comprises a first curved surface, a second curved surface, and a third curved surface,
Wherein the first curved surface is at least partially optically transmissive and refractive and imparts a focus change to light received by the first free-form reflection and lens optical component through the first curved surface,
The second curved surface at least partially reflecting light received by the second curved surface from the first curved surface toward the third curved surface and from the third curved surface toward the second curved surface, Passing the light received by the mold surface,
And the third curved surface at least partially reflects light out of the first free-form reflective and lens optical component through the second curved surface.
상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 상기 제 1 곡선형 표면은 개별 자유형 곡선형 표면인, 시스템.92. The method of claim 802,
Wherein the first curved surface of the first free-form reflective and lens optical component is a discrete free-form curved surface.
상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 1 곡선형 표면은 무비점수차(stigmatism)를 광에 부가하는, 시스템.92. The method of claim 802,
Wherein the first curved surface of the first free-form reflective and lens optical component adds a movie stigmatism to the light.
상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 3 곡선형 표면은 상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 상기 제 1 곡선형 표면에 의해 부가되는 무비점수차를 취소하기 위해서 정반대 무비점수차를 부가하는, 시스템.92. The method of claim 802,
Wherein the third curved surface of the first free-form reflective and lens optical component adds an anti-symmetric movie aberration to cancel the movie aberration added by the first curved surface of the first free- .
상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 2 곡선형 표면은 개별 자유형 곡선형 표면인, 시스템.92. The method of claim 802,
Wherein the second curved surface of the first free-form reflective and lens optical component is a discrete free-form curved surface.
상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 2 곡선형 표면은 상기 제 3 곡선형 표면 쪽으로 내부 전반사에 의해 반사될 광의 정의된 각도들로 반사하는, 시스템.92. The method of claim 802,
Wherein the second curved surface of the first free-form reflective and lens optic component reflects at defined angles of light to be reflected by total internal reflection towards the third curved surface.
이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 프로젝팅하기 위한 섬유 스캐닝 디스플레이 ― 상기 섬유 스캐닝 디스플레이는 제 1 자유형 광학 엘리먼트에 광을 전달하도록 구성됨 ―; 및
광학 파라미터들의 정의된 세트에 대한 시야의 크기를 증가시키기 위한 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트를 포함하고,
상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트는 제 1 곡선형 표면, 제 2 곡선형 표면 및 제 3 곡선형 표면을 포함하고,
상기 제 1 곡선형 표면은 적어도 부분적으로는 광학적으로 투과성이고 굴절성이며, 상기 제 1 곡선형 표면을 통해 상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트에 의해 수신되는 광에 대한 초점 변경을 부여하고,
상기 제 2 곡선형 표면은 상기 제 1 곡선형 표면으로부터 상기 제 2 곡선형 표면에 의해 수신되는 광을 상기 제 3 곡선형 표면 쪽으로 적어도 부분적으로 반사하고, 상기 제 3 곡선형 표면으로부터 상기 제 2 곡선형 표면에 의해 수신된 광을 통과시키며,
상기 제 3 곡선형 표면은 상기 제 2 곡선형 표면을 통해 상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트 밖으로 광을 적어도 부분적으로 반사하는, 시스템.As a system,
A fiber scanning display for projecting light associated with one or more frames of image data, the fiber scanning display configured to transmit light to a first freestyle optical element; And
A first free-form reflective and lens optical component for increasing the size of the field of view for a defined set of optical parameters,
Wherein the first free-form reflective and lens optical component comprises a first curved surface, a second curved surface, and a third curved surface,
Wherein the first curved surface is at least partially optically transmissive and refractive and imparts a focus change to light received by the first free-form reflection and lens optical component through the first curved surface,
The second curved surface at least partially reflecting light received by the second curved surface from the first curved surface toward the third curved surface and from the third curved surface toward the second curved surface, Passing the light received by the mold surface,
And the third curved surface at least partially reflects light out of the first free-form reflective and lens optical component through the second curved surface.
자유형 광학은 TIR 자유형 광학인, 시스템.808. The method of claim 808,
Wherein the free-form optics are TIR free-form optics.
자유형 광학은 비-균일한 두께를 갖는, 시스템.808. The method of claim 808,
Wherein the free-form optics have a non-uniform thickness.
자유형 광학은 웨지 광학인, 시스템.808. The method of claim 808,
The free-form optics are wedge optics.
자유형 광학은 원뿔인, 시스템.808. The method of claim 808,
Wherein the free-form optics are cones.
자유형 광학은 임의적인 곡선들에 대응하는, 시스템.808. The method of claim 808,
Wherein the free-form optics correspond to arbitrary curves.
사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지 생성 소스;
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 제공하기 위한 디스플레이 시스템; 및
제공된 광을 수정하고 상기 광을 사용자에게 전달하기 위한 자유형 광학 엘리먼트를 포함하고,
상기 자유형 광학 엘리먼트는 반사 코팅부를 포함하고,
상기 디스플레이 시스템은 상기 광의 파장이 상기 반사 코팅부의 대응하는 파장과 매칭하게 하기 위해서 상기 자유형 광학 엘리먼트를 조명하도록 구성되는, 시스템.As a system,
An image generation source for providing one or more frames of image data to be provided to a user;
A display system for providing light associated with one or more frames of the image data; And
A free-form optical element for modifying the provided light and delivering the light to a user,
Wherein the free-form optical element comprises a reflective coating portion,
Wherein the display system is configured to illuminate the free-form optical element so that the wavelength of the light matches the corresponding wavelength of the reflective coating.
하나 또는 그 초과의 자유형 광학 엘리먼트들이 서로에 관련해 타일링되는(tiled), 시스템.92. The method of claim 814,
Wherein one or more free-form optical elements are tiled relative to each other.
상기 하나 또는 그 초과의 자유형 광학 엘리먼트들이 z 축을 따라 타일링되는, 시스템.The method of claim 815,
Wherein the one or more free-form optical elements are tiled along the z-axis.
사용자에게 제공될 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들을 제공하기 위한 이미지 생성 소스;
상기 이미지 데이터의 하나 또는 그 초과의 프레임들과 연관된 광을 제공하기 위한 디스플레이 시스템 ― 상기 디스플레이 시스템은 복수의 마이크로디스플레이들을 포함함 ―; 및
제공된 광을 수정하고 상기 광을 사용자에게 전달하기 위한 자유형 광학 엘리먼트를 포함하는, 시스템.As a system,
An image generation source for providing one or more frames of image data to be provided to a user;
A display system for providing light associated with one or more frames of the image data, the display system comprising a plurality of microdisks; And
And a free-form optical element for modifying the provided light and delivering the light to a user.
하나 또는 그 초과의 자유형 광학이 서로에 관련해 타일링되는, 시스템.817. The method of claim 817,
Wherein one or more free-form optics are tiled relative to each other.
상기 복수의 마이크로디스플레이들에 의해 프로젝팅되는 광은 시야를 증가시키는, 시스템.817. The method of claim 817,
Wherein the light projected by the plurality of microdisplays increases the field of view.
자유형 광학 엘리먼트들은 단지 하나의 컬러만이 특정 자유형 광학 엘리먼트에 의해 전달되게 하도록 구성되는, 시스템.817. The method of claim 817,
Wherein the free-form optical elements are configured to allow only one color to be transmitted by a particular free-form optical element.
타일링된 자유형은 별 형상인, 시스템.90. The method of claim 820,
Wherein the tiled freeform is a star shape.
타일링된 자유형 광학 엘리먼트들은 사출 동공의 크기를 증가시키는, 시스템.90. The method of claim 820,
Wherein the tiled free-form optical elements increase the size of the exit pupil.
다른 자유형 광학 엘리먼트를 더 포함하고,
상기 자유형 광학 엘리먼트는 균일한 물질 두께를 생성하는 방식으로 함께 스택되는, 시스템.817. The method of claim 817,
Further comprising another free-form optical element,
Wherein the free-form optical elements are stacked together in such a way as to produce a uniform material thickness.
다른 자유형 광학 엘리먼트를 더 포함하고,
상기 다른 자유형 광학 엘리먼트는 외부 환경에 대응하는 광을 캡쳐하도록 구성되는, 시스템.817. The method of claim 817,
Further comprising another free-form optical element,
Wherein the other free-form optical element is configured to capture light corresponding to an external environment.
DMD를 더 포함하고,
상기 DMD는 하나 또는 그 초과의 픽셀들을 가리도록 구성되는, 시스템.817. The method of claim 817,
Further comprising a DMD,
Wherein the DMD is configured to cover one or more pixels.
하나 또는 그 초과의 LCD들을 더 포함하는, 시스템.817. The method of claim 817,
And further comprising one or more LCDs.
콘택트 렌즈 기판을 더 포함하고,
자유형 광학이 상기 콘택트 렌즈 기판에 결합되는, 시스템.817. The method of claim 817,
Further comprising a contact lens substrate,
Wherein the free-form optics are coupled to the contact lens substrate.
상기 복수의 마이크로디스플레이들은 큰 사출 동공과 동일한 기능을 집합적으로 형성하는 작은 사출 동공들의 어레이를 제공하는, 시스템.817. The method of claim 817,
Wherein the plurality of microdisks provide an array of small exit pupils collectively forming the same function as a large exit pupil.
적어도 하나의 이미지 소스는 제 1 컬러의 광을 제공하는 적어도 제 1 단색 이미지 소스, 제 2 컬러의 광을 제공하는 적어도 제 2 단색 이미지 소스 ― 상기 제 2 컬러는 상기 제 1 컬러와 상이함 ―, 및 제 3 컬러의 광을 제공하는 적어도 제 3 단색 이미지 소스를 포함하고,
상기 제 3 컬러는 상기 제 1 및 제 2 컬러들과 상이한, 시스템.817. The method of claim 817,
At least one image source providing at least a first monochromatic image source providing light of a first color, at least a second monochromatic image source providing light of a second color, the second color being different from the first color, And at least a third monochromatic image source providing light of a third color,
Wherein the third color is different from the first and second colors.
상기 적어도 제 1 단색 이미지 소스는 스캐닝 섬유들의 제 1 서브그룹을 포함하고,
상기 적어도 제 2 단색 이미지 소스는 스캐닝 섬유들의 제 2 서브그룹을 포함하며,
상기 적어도 제 3 단색 이미지 소스는 스캐닝 섬유들의 제 3 서브그룹을 포함하는, 시스템.84. The method of claim 829,
Wherein the at least first monochromatic image source comprises a first subgroup of scanning fibers,
Wherein the at least second monochromatic image source comprises a second subgroup of scanning fibers,
Wherein the at least third monochromatic image source comprises a third subgroup of scanning fibers.
제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트와 적어도 하나의 반사기 사이의 광학 경로에 포지셔닝되는 가리개를 더 포함하고,
상기 가리개는 픽셀 단위 기반으로 광을 선택적으로 가리도록 동작가능한, 시스템.817. The method of claim 817,
Further comprising a first free-form reflection and a shield positioned in the optical path between the lens optical component and the at least one reflector,
Wherein the shield is operable to selectively shield light on a pixel-by-pixel basis.
상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트는 콘택트 렌즈의 적어도 일부를 형성하는, 시스템.84. The method of claim 831,
Wherein the first free-form reflective and lens optical component forms at least a portion of the contact lens.
제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 일부에 광학적으로 결합되는 보상기 렌즈를 더 포함하는, 시스템.817. The method of claim 817,
Further comprising a compensator lens optically coupled to a portion of the first free-form reflective and lens optical component.
광학 파라미터들의 정의된 세트에 대한 시야의 크기를 증가시키기 위한 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트 ― 상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트는 제 1 표면, 제 2 표면 및 제 3 표면을 포함하고, 상기 제 1 표면은 상기 제 1 표면을 통해 상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트에 의해 수신되는 광에 대해서 적어도 부분적으로는 광학적으로 투과성이고, 상기 제 2 표면은 곡선형이고, 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 2 표면에 의해 수신되는 광을 상기 제 3 표면 쪽으로 적어도 부분적으로 반사하고, 상기 제 3 표면으로부터 상기 제 2 표면에 의해 수신된 광을 통과시키며, 상기 제 3 표면은 곡선형이고, 상기 제 2 표면을 통해 상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트 밖으로 광을 적어도 부분적으로 반사함 ―; 및
제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트 ― 상기 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트는 제 1 표면, 제 2 표면 및 제 3 표면을 포함하고, 상기 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 상기 제 1 표면은 상기 제 1 표면을 통해 상기 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트에 의해 수신되는 광에 대해서 적어도 부분적으로는 광학적으로 투과성이고, 상기 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 상기 제 2 표면은 곡선형이고, 상기 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 2 표면에 의해 수신되는 광을 상기 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 상기 제 3 표면 쪽으로 적어도 부분적으로 반사하고, 상기 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 상기 제 3 표면으로부터 상기 제 2 표면에 의해 수신된 광을 통과시키며, 상기 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 상기 제 3 표면은 곡선형이고, 상기 제 2 표면을 통해 상기 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트 밖으로 광을 적어도 부분적으로 반사함 ― 를 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트들은 Z-축을 따라서 대향 배향되는 스택된 구성으로 있는, 시스템. As a system,
A first free-form reflective and lens optical component for increasing the size of the field of view for a defined set of optical parameters, the first free-form reflective and lens optical component comprising a first surface, a second surface, and a third surface, Wherein the first surface is at least partially optically transmissive to light received by the first free-form reflective and lens optical component through the first surface, the second surface is curved, At least partially reflecting light received by the second surface toward the third surface and passing light received by the second surface from the third surface, the third surface is curved, and the second At least partially reflecting light outside the first free-form reflection and lens optical component through the surface; And
A first surface, a second surface, and a third surface, and wherein said first surface of said second free-form reflective and lens optical component comprises a first surface, a second surface, and a third surface, At least partially optically transmissive to light received by the second free-form reflective and lens optical component through a first surface, the second surface of the second free-form reflective and lens optical component is curved, At least partially reflecting light received by the second surface from the first surface of the second free-form reflective and lens optical component toward the third surface of the second free-form reflective and lens optical component, And a second lens having a first surface and a second surface, Said, the second and the third reflection surface of the free-form lenses and optical components is curved, and also the first reflection and the second free-form reflecting light out of the lens, optical component, at least in part on the second surface and including,
Wherein the first and second free-form reflective and lens optical components are in a stacked configuration oriented opposite each other along the Z-axis.
상기 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 2 표면은 상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 3 표면에 인접하는, 시스템.834. The method of claim 834,
Wherein a second surface of the second free-form reflective and lens optical component is adjacent a third surface of the first free-form reflection and lens optical component.
상기 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 2 표면은 오목하고, 상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 3 표면은 볼록하고, 상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 3 표면은 상기 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 2 표면을 근접하게 수용하는, 시스템.834. The method of claim 834,
Wherein a second surface of the second free-form reflective and lens optical component is concave, a third surface of the first free-form reflective and lens optical component is convex, and a third surface of the first free- The second free-form reflection and the second surface of the lens optical component.
상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 1 표면은 평면이고, 상기 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 1 표면은 평면이며,
상기 시스템은,
상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 1 표면을 통해 상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트에 광학적으로 결합되는 적어도 제 1 프로젝터; 및
상기 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트의 제 1 표면을 통해 상기 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트에 광학적으로 결합되는 적어도 제 2 프로젝터를 더 포함하는, 시스템. 834. The method of claim 834,
Wherein the first surface of the first free-form reflective and lens optical component is planar, the first surface of the second free-form reflective and lens optical component is planar,
The system comprises:
At least a first projector optically coupled to the first free-form reflective and lens optical component through a first surface of the first free-form reflective and lens optical component; And
And at least a second projector optically coupled to the second free-form reflective and lens optical component through a first surface of the second free-form reflective and lens optical component.
상기 제 1 또는 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트들 중 적어도 하나에 의해 운반되는 적어도 하나의 파장 선택성 물질을 더 포함하는, 시스템.834. The method of claim 834,
Further comprising at least one wavelength selective material carried by at least one of the first or second free-form reflective and lens optical components.
상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트들에 의해 운반되는 적어도 제 1 파장 선택성 물질; 및
상기 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트들에 의해 운반되는 적어도 제 2 파장 선택성 물질을 더 포함하고,
상기 제 1 파장 선택성 물질은 제 1 세트의 파장들을 선택하고, 상기 제 2 파장 선택성 물질은 제 2 세트의 파장들을 선택하며,
상기 제 2 세트의 파장들은 상기 제 1 세트의 파장들과 상이한, 시스템. 834. The method of claim 834,
At least a first wavelength selective material carried by the first freestyle reflection and lens optical components; And
Further comprising at least a second wavelength selective material carried by the second free-form reflective and lens optical components,
Wherein the first wavelength selective material selects a first set of wavelengths and the second wavelength selective material selects a second set of wavelengths,
The second set of wavelengths differing from the first set of wavelengths.
상기 제 1 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트들에 의해 운반되는 적어도 제 1 편광기; 및
상기 제 2 자유형 반사 및 렌즈 광학 컴포넌트들에 의해 운반되는 적어도 제 2 편광기를 더 포함하고,
상기 제 1 편광기는 상기 제 2 편광기와 상이한 편광 배향을 갖는, 시스템.84. The method of claim 835,
At least a first polarizer carried by the first freestyle reflection and lens optical components; And
Further comprising at least a second polarizer carried by the second free-form reflective and lens optical components,
Wherein the first polarizer has a different polarization orientation than the second polarizer.
상기 광학 섬유 코어들은 동일한 섬유 클래딩에 있는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 435,
Wherein the optical fiber cores are in the same fiber cladding.
상기 광학 섬유 코어들은 별도의 섬유 클래딩에 있는, 가상 컨텐츠를 디스플레이하기 위한 시스템.53. The method of claim 435,
Wherein the optical fiber cores are in separate fiber cladding.
상기 광학 섬유 코어들은 동일한 섬유 클래딩에 있는, 가상 현실 디스플레이 시스템.42. The method of claim 427,
Wherein the optical fiber cores are in the same fiber cladding.
상기 광학 섬유 코어들은 별도의 섬유 클래딩에 있는, 가상 현실 디스플레이 시스템.42. The method of claim 427,
Wherein the optical fiber cores are in separate fiber cladding.
상기 광학 섬유 코어들은 동일한 섬유 클래딩에 있는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.41. The method of claim 417,
Wherein the optical fiber cores are in the same fiber cladding.
상기 광학 섬유 코어들은 별도의 섬유 클래딩에 있는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.41. The method of claim 417,
Wherein the optical fiber cores are in separate fiber cladding.
상기 원근조절 모듈은 사용자 눈들의 수렴(vergence) 또는 시선(gaze)을 추적함으로써 원근조절을 간접적으로 추적하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.79. The method of claim 80,
Wherein the perspective adjustment module indirectly tracks perspective adjustments by tracking the vergence or gaze of the user's eyes.
부분 반사 거울은 상기 광 소스에 의해 제공되는 광의 편광에 대한 비교적 높은 반사율 및 외부 세계에 의해 제공되는 광의 다른 편광 상태들에 대한 비교적 낮은 반사율을 갖는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.80. The method of claim 79,
Wherein the partial reflective mirror has a relatively high reflectance for polarization of light provided by the light source and a relatively low reflectance for other polarization states of light provided by the outer world.
복수의 부분 반사 거울들은 유전체 코팅을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 80. The method of claim 79,
Wherein the plurality of partial reflective mirrors comprise a dielectric coating.
복수의 반사 거울들은 상기 광 소스에 의해 제공되는 광의 파장들에 대해 도파관들에 대한 비교적 높은 반사율 및 외부 세계에 의해 제공되는 광의 다른 파장들에 대한 비교적 낮은 반사율을 갖는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.80. The method of claim 79,
Wherein the plurality of reflective mirrors have a relatively high reflectance for the waveguides with respect to the wavelengths of light provided by the light source and a relatively low reflectance for other wavelengths of light provided by the outer world, For the system.
상기 VFE는 변형가능 거울이고,
상기 변형가능 거울의 표면 형상은 시간에 걸쳐 변경될 수 있는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.78. The method of claim 77,
The VFE is a deformable mirror,
Wherein the surface shape of the deformable mirror can be changed over time.
상기 VFE는 정전기식으로 작동되는 멤브레인 거울이고,
상기 도파관 또는 추가적인 투명 층은 하나 또는 그 초과의 실질적으로 투명한 전극들을 포함하며,
상기 하나 또는 그 초과의 전극들에 인가되는 전압은 상기 멤브레인 거울을 정전기식으로 변형시키는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.78. The method of claim 77,
The VFE is a electrostatically operated membrane mirror,
The waveguide or additional transparent layer comprises one or more substantially transparent electrodes,
Wherein the voltage applied to the one or more electrodes electrostatically deforms the membrane mirror.
상기 광 소스는 스캐닝 광 디스플레이이고,
상기 VFE는 라인 세그먼트 기반으로 초점을 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 69. The method of claim 68,
Wherein the light source is a scanning optical display,
Wherein the VFE changes focus on a line segment basis.
상기 도파관은 사출 동공 확장 기능을 포함하고,
입력되는 광선은 분할되고, 다수의 위치들에서 상기 도파관을 나가는 다수의 광선들로서 아웃결합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 69. The method of claim 68,
Wherein the waveguide comprises an exit pupil dilation function,
Wherein the incoming ray is split and out-bound as a plurality of rays exiting the waveguide at a plurality of locations.
광학 이미지 배율이 초점 레벨을 조절하는 동안 실질적으로 고정되게 유지되도록 나타나게 하기 위해서, 도파관이 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 수신하기 이전에, 상기 이미지 데이터는 상기 광학 이미지 배율의 변경에 따라 그리고 상기 변경을 보상하기 위해 프로세서에 의해 스케일링되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.71. The method of claim 70,
In order for the optical image magnification to appear to remain substantially fixed while adjusting the focus level, before the waveguide receives one or more of the optical patterns, the image data is changed according to the change of the optical image magnification and the change Wherein the virtual content is scaled by the processor to compensate for the virtual content.
상기 제 1 초점 레벨은 시준되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 69. The method of claim 68,
And wherein the first focus level is collimated.
상기 VFE는 상기 도파관에 통합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 69. The method of claim 68,
Wherein the VFE is incorporated into the waveguide.
상기 VFE는 상기 도파관으로부터 분리되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 69. The method of claim 68,
Wherein the VFE is separate from the waveguide.
상기 원근조절 모듈은 사용자 눈들의 수렴(vergence) 또는 시선(gaze)을 추적함으로써 원근조절을 간접적으로 추적하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.93. The method of claim 93,
Wherein the perspective adjustment module indirectly tracks perspective adjustments by tracking the vergence or gaze of the user's eyes.
부분 반사 거울은 상기 광 소스에 의해 제공되는 광의 편광에 대한 비교적 높은 반사율 및 외부 세계에 의해 제공되는 광의 다른 편광 상태들에 대한 비교적 낮은 반사율을 갖는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.93. The method of claim 92,
Wherein the partial reflective mirror has a relatively high reflectance for polarization of light provided by the light source and a relatively low reflectance for other polarization states of light provided by the outer world.
복수의 부분 반사 거울들은 유전체 코팅을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 93. The method of claim 92,
Wherein the plurality of partial reflective mirrors comprise a dielectric coating.
복수의 반사 거울들은 상기 광 소스에 의해 제공되는 광의 파장들에 대해 도파관들에 대한 비교적 높은 반사율 및 외부 세계에 의해 제공되는 광의 다른 파장들에 대한 비교적 낮은 반사율을 갖는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.89. The method of claim 90,
Wherein the plurality of reflective mirrors have a relatively high reflectance for the waveguides with respect to the wavelengths of light provided by the light source and a relatively low reflectance for other wavelengths of light provided by the outer world, For the system.
상기 VFE는 변형가능 거울이고,
상기 변형가능 거울의 표면 형상은 시간에 걸쳐 변경될 수 있는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.83. The method of claim 81,
The VFE is a deformable mirror,
Wherein the surface shape of the deformable mirror can be changed over time.
상기 VFE는 정전기식으로 작동되는 멤브레인 거울이고,
상기 도파관 또는 추가적인 투명 층은 하나 또는 그 초과의 실질적으로 투명한 전극들을 포함하며,
상기 하나 또는 그 초과의 전극들에 인가되는 전압은 상기 멤브레인 거울을 정전기식으로 변형시키는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.83. The method of claim 81,
The VFE is a electrostatically operated membrane mirror,
The waveguide or additional transparent layer comprises one or more substantially transparent electrodes,
Wherein the voltage applied to the one or more electrodes electrostatically deforms the membrane mirror.
상기 광 소스는 스캐닝 광 디스플레이이고,
상기 VFE는 라인 세그먼트 기반으로 초점을 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 83. The method of claim 81,
Wherein the light source is a scanning optical display,
Wherein the VFE changes focus on a line segment basis.
상기 도파관은 사출 동공 확장 기능을 포함하고,
입력되는 광선은 분할되고, 다수의 위치들에서 상기 도파관을 나가는 다수의 광선들로서 아웃결합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 83. The method of claim 81,
Wherein the waveguide comprises an exit pupil dilation function,
Wherein the incoming ray is split and out-bound as a plurality of rays exiting the waveguide at a plurality of locations.
광학 이미지 배율이 초점 레벨을 조절하는 동안 실질적으로 고정되게 유지되도록 나타나게 하기 위해서, 도파관이 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 수신하기 이전에, 상기 이미지 데이터는 상기 광학 이미지 배율의 변경에 따라 그리고 상기 변경을 보상하기 위해 프로세서에 의해 스케일링되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.83. The method of claim 81,
In order for the optical image magnification to appear to remain substantially fixed while adjusting the focus level, before the waveguide receives one or more of the optical patterns, the image data is changed according to the change of the optical image magnification and the change Wherein the virtual content is scaled by the processor to compensate for the virtual content.
상기 제 1 초점 레벨은 시준되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.69. The method of claim 68,
And wherein the first focus level is collimated.
상기 원근조절 모듈은 사용자 눈들의 수렴(vergence) 또는 시선(gaze)을 추적함으로써 원근조절을 간접적으로 추적하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.107. The method of claim 106,
Wherein the perspective adjustment module indirectly tracks perspective adjustments by tracking the vergence or gaze of the user's eyes.
부분 반사 거울은 상기 광 소스에 의해 제공되는 광의 편광에 대한 비교적 높은 반사율 및 외부 세계에 의해 제공되는 광의 다른 편광 상태들에 대한 비교적 낮은 반사율을 갖는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.105. The method of claim 105,
Wherein the partially reflecting mirror has a relatively high reflectance for polarization of light provided by the light source and a relatively low reflectance for other polarization states of light provided by the outside world.
복수의 부분 반사 거울들은 유전체 코팅을 포함하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 105. The method of claim 105,
Wherein the plurality of partial reflective mirrors comprise a dielectric coating.
복수의 반사 거울들은 상기 광 소스에 의해 제공되는 광의 파장들에 대해 도파관들에 대한 비교적 높은 반사율 및 외부 세계에 의해 제공되는 광의 다른 파장들에 대한 비교적 낮은 반사율을 갖는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.104. The method of claim 103,
Wherein the plurality of reflective mirrors have a relatively high reflectance for the waveguides with respect to the wavelengths of light provided by the light source and a relatively low reflectance for other wavelengths of light provided by the outer world, For the system.
상기 VFE는 변형가능 거울이고,
상기 변형가능 거울의 표면 형상은 시간에 걸쳐 변경될 수 있는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.95. The method of claim 94,
The VFE is a deformable mirror,
Wherein the surface shape of the deformable mirror can be changed over time.
상기 VFE는 정전기식으로 작동되는 멤브레인 거울이고,
상기 도파관 또는 추가적인 투명 층은 하나 또는 그 초과의 실질적으로 투명한 전극들을 포함하며,
상기 하나 또는 그 초과의 전극들에 인가되는 전압은 상기 멤브레인 거울을 정전기식으로 변형시키는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.95. The method of claim 94,
The VFE is a electrostatically operated membrane mirror,
The waveguide or additional transparent layer comprises one or more substantially transparent electrodes,
Wherein the voltage applied to the one or more electrodes electrostatically deforms the membrane mirror.
상기 광 소스는 스캐닝 광 디스플레이이고,
상기 VFE는 라인 세그먼트 기반으로 초점을 변경하는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 95. The method of claim 94,
Wherein the light source is a scanning optical display,
Wherein the VFE changes focus on a line segment basis.
상기 도파관은 사출 동공 확장 기능을 포함하고,
입력되는 광선은 분할되고, 다수의 위치들에서 상기 도파관을 나가는 다수의 광선들로서 아웃결합되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템. 95. The method of claim 94,
Wherein the waveguide comprises an exit pupil dilation function,
Wherein the incoming ray is split and out-bound as a plurality of rays exiting the waveguide at a plurality of locations.
광학 이미지 배율이 초점 레벨을 조절하는 동안 실질적으로 고정되게 유지되도록 나타나게 하기 위해서, 도파관이 하나 또는 그 초과의 광 패턴들을 수신하기 이전에, 상기 이미지 데이터는 상기 광학 이미지 배율의 변경에 따라 그리고 상기 변경을 보상하기 위해 프로세서에 의해 스케일링되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.95. The method of claim 94,
In order for the optical image magnification to appear to remain substantially fixed while adjusting the focus level, before the waveguide receives one or more of the optical patterns, the image data is changed according to the change of the optical image magnification and the change Wherein the virtual content is scaled by the processor to compensate for the virtual content.
상기 제 1 초점 레벨은 시준되는, 가상 컨텐츠를 사용자에게 디스플레이하기 위한 시스템.95. The method of claim 94,
And wherein the first focus level is collimated.
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